KR101496524B1 - detection method of mercury ion using 1,2-diaminoanthraquinone - Google Patents

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Abstract

본 발명은 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 수은 이온 검출용 조성물 및 이를 이용한 수은 이온 검출 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 화합물은 높은 민감성 및 선택성으로 수은 이온을 검출할 수 있으며, 상기 화합물의 광학적 변화는 UV-Vis 분광기, 형광 광도계 등으로 쉽게 판별이 가능하며 별도의 복잡한 장비를 필요로 하지 않는 장점을 가진다.The present invention relates to a composition for detecting mercury ions including a compound represented by the general formula (I) and a mercury ion detection method using the same. The compounds according to the present invention can detect mercury ions with high sensitivity and selectivity, and the optical change of the compound can be easily determined by a UV-Vis spectroscope or a fluorescence photometer, and it is advantageous that no complicated equipment is required I have.

Description

1,2-디아미노안트라퀴논을 이용하여 수은 이온을 검출하는 방법{detection method of mercury ion using 1,2-diaminoanthraquinone}A method for detecting mercury ions using 1,2-diaminoanthraquinone {detection method of mercury ion using 1,2-diaminoanthraquinone}

본 발명은 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 수은 이온 검출용 조성물 및 이를 이용한 수은 이온 검출 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for detecting mercury ions including a compound represented by the general formula (I) and a mercury ion detection method using the same.

중금속 이온 오염은 환경에 심각한 영향을 끼치고 있다. 그 중에서도 수은은 매우 독성이 강하기 때문에, 수은 및 수은 화합물의 탐지는 주요한 관심의 대상이 되어왔다. 수은은 다양한 산업공정에서 널리 사용되며, 먹이 사슬을 통해 생물농축된다. 한번 수은이 먹이사슬 내로 유입되면, 생물농축으로 축적되고 이는 인간의 건강과 생태계에 매우 심각한 위험을 불러일으킨다. 수은의 산업적 사용을 감소시키려는 수많은 노력에도 불구하고, 수은 오염은 여전히 큰 문제로 남아있다. 지금까지 수많은 수은 이온 검출 방법이 개발되어 왔다. 이러한 검출 방법은 비색 분석(colorimetric effect) 및 fluroionophore를 포함한다.Heavy metal ion contamination has a serious environmental impact. Detection of mercury and mercury compounds has been a major concern, especially since mercury is highly toxic. Mercury is widely used in various industrial processes and is bioconcentrated through the food chain. Once mercury enters the food chain, it accumulates in bioconcentration, which creates very serious risks to human health and ecosystems. Despite numerous efforts to reduce the industrial use of mercury, mercury contamination remains a major problem. Numerous mercury ion detection methods have been developed so far. This detection method includes a colorimetric effect and fluroionophore.

안트라퀴논 염료는 아조 염료의 뒤를 이은 가장 중요한 염료 중 하나이다. 아미노안트라퀴논 염료는 가장 중요한 안트라퀴논계 유도체이며, 대부분의 상업적인 안트라퀴논 염료는 적어도 하나 이상의 아미노 치환기를 갖는다. 예를 들어, 1,4-디아미노안트라퀴논은 CI Disperse violet 1이다. 안트라퀴논계 유도체는 높은 흡수 계수(absorption coefficient)를 가지며 육안으로 색상변화를 탐지할 수 있기 때문에, 다양한 이온의 화학센서로 널리 사용되고 있다. Anthraquinone dyes are one of the most important dyes following azo dyes. Amino anthraquinone dyes are the most important anthraquinone derivatives, and most commercial anthraquinone dyes have at least one amino substituent. For example, 1,4-diaminoanthraquinone is CI Disperse violet 1. Anthraquinone derivatives are widely used as chemical sensors of various ions because they have a high absorption coefficient and can detect color change visually.

이에 본 발명자들은 수은 이온을 선택적으로 검출할 수 있는 새로운 화학센서에 대해 연구하던 중, 1,2-디아미노안트라퀴논을 이용한 화학센서가 수은 이온에 대하여 선택적인 광학적 변화를 나타낸다는 사실을 확인하고 본 발명을 완성하였다. Accordingly, the present inventors have studied a novel chemical sensor capable of selectively detecting mercury ions, and confirmed that chemical sensors using 1,2-diaminoanthraquinone exhibit selective optical changes to mercury ions Thus completing the present invention.

본 발명의 목적은 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 수은 이온 검출용 조성물을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a composition for detecting mercury ions containing a compound represented by the general formula (1).

본 발명의 또 다른 목적은 화학식 1로 표시되는 화합물을 이용한 수은 이온의 검출방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a method for detecting mercury ions using the compound represented by the general formula (1).

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 수은 이온(Hg2 +) 검출용 조성물을 제공한다. In order to solve the above problems, the present invention provides a composition for detecting mercury ion (Hg 2 + ) represented by the following general formula (1).

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112012105024289-pat00001

Figure 112012105024289-pat00001

본 발명의 화학식 1의 화합물은 수은 이온이 존재하는 경우 이와 반응하여 광학적 변화를 나타내기 때문에 이를 수은 이온 검출용으로 이용할 수 있다. 수은 이온은 상기 화학식 1의 화합물의 흡광도 및 색상을 변화시킨다. 따라서 육안으로 색상 변화를 관찰하여 수은 이온의 존부를 확인할 수 있을 뿐 아니라, UV-Vis 분광기를 사용하여 수은 이온의 양을 가늠할 수 있다.
The compound of formula (I) of the present invention reacts in the presence of mercury ions and exhibits an optical change, so that it can be used for detecting mercury ions. The mercury ion changes the absorbance and hue of the compound of formula (1). Therefore, not only can the presence of mercury ions be observed by observing the color change by the naked eye, but also the amount of mercury ions can be measured using a UV-Vis spectroscope.

구체적인 일 실험예에 따르면, 수은 이온을 첨가함에 따라서 DMSO에 용해시킨 화학식 1의 화합물의 흡수 밴드는 461 nm에서 점점 증가하고, 528 nm 파장에서 점점 감소하였다. 수은 이온 외의 다른 이온들의 경우 파장 461 nm 에서 흡광도의 변화가 미소한 것으로 보아 수은 이온을 선택적으로 검출하는 특이성을 확인할 수 있었다.
According to one specific experimental example, the absorption band of the compound of formula (1) dissolved in DMSO gradually increased at 461 nm and gradually decreased at the wavelength of 528 nm by adding mercury ions. In the case of other ions other than mercury ions, the change of absorbance at 461 nm was small, and the specificity of selectively detecting mercury ions was confirmed.

본 발명의 상기 화학식 1의 화합물의 광학적 특징은 분자 내 전하 이동에 의한 것이다. 상기 화합물 구조의 아미노기는 도너로서, 안트라퀴논 부분은 어셉터로서 작용하여, 수은 이온과 접촉시 화학식 1의 화합물의 전자 밀도 변화를 일으킨다. 즉, 상기 화학식 1의 화합물의 아미노기(도너부)의 N 원자과 Hg2 +이온이 복합체를 형성하고, 이로 인해 두 개의 아미노기의 전자 전달 능력을 감소시킨다. 즉, Hg2+ 이온과 결합하는 경우 도너부의 전자 제공 능력이 감소하고, 이는 흡수 스펙트럼의 변화로 이어진다.
The optical characteristics of the compound of formula (1) of the present invention are due to intramolecular charge transfer. The amino group of the compound structure serves as a donor and the anthraquinone moiety serves as an acceptor, which causes a change in the electron density of the compound of Chemical Formula 1 upon contact with mercury ions. That is, the N atom of the amino group (donor moiety) of the compound of Formula 1 and the Hg 2 + ion form a complex, thereby reducing the electron transfer capability of the two amino groups. That is, when it is combined with the Hg 2+ ion, the electron donating ability of the donor portion decreases, leading to a change in the absorption spectrum.

또한, 구체적으로 본 발명 상기 화학식 1의 화합물의 수은 이온에 대한 검출 특이성을 확인하기 위하여 다양한 금속 이온에 대하여 흡광도 변화를 측정하였다. 이때 사용된 금속이온은 Fe3 +, Na+, Mg2 +, Pb2 +, Cd2 +, Ni2 +, Cu2 + 이었다. 금속이온이 존재할 때 461 nm에서의 흡수도를 A, 금속이온이 존재하지 않을때 461 nm에서의 흡수도를 A0로 하여, 각 금속 이온마다 A/A0의 값을 도 2에 나타내었다. 이를 통해, 대부분의 금속의 A/A0 값이 0.2 미만인 것에 비해, 수은 이온은 약 1.8의 값을 나타내어 상기 화학식 1의 화합물이 수은 이온에 대한 검출 특이성이 있음을 확인할 수 있었다.
Specifically, in order to confirm the detection specificity of mercury ions of the compound of formula (1) of the present invention, the absorbance change was measured for various metal ions. The metal ions used are Fe 3 +, Na +, Mg 2 +, Pb 2 +, Cd 2 +, Ni 2 +, Cu 2 + was. Assuming that the absorbance at 461 nm is A when the metal ion is present and A 0 is the absorbance at 461 nm when no metal ion is present, the value of A / A 0 for each metal ion is shown in FIG. As a result, the mercury ion has a value of about 1.8, as compared with the case where the A / A 0 value of most metals is less than 0.2. Thus, it can be confirmed that the compound of formula 1 has detection specificity for mercury ions.

또한, 본 발명은 1) 화학식 1로 표시되는 화합물에 수은 이온을 포함하는 분석 시료를 첨가하는 단계, 2) 상기 분석시료가 첨가된 화합물의 광학적 변화의 유무를 관측하는 단계를 포함하는 수은 이온의 검출방법을 제공한다.
The present invention also relates to a method for preparing a mercury ion-containing compound, which comprises the steps of: 1) adding an analytical sample containing mercury ions to a compound represented by the formula (1); 2) observing whether or not an optical change of the compound to which the analytical sample has been added is observed Detection method.

상기 단계 1)은 화학식 1로 표시되는 화합물에 수은 이온을 포함하는 분석 시료를 첨가하는 단계로, 수은이온이 첨가됨에 따라 본 발명의 화학식 1의 화합물의 분자 내 전하이동이 달라진다.
The step 1) is a step of adding an analyte containing mercury ions to the compound represented by the formula (1). As mercury ions are added, the intramolecular charge transfer of the compound of the formula (1) of the present invention is changed.

본 발명에서 상기 단계 1)은 톨루엔, 테트라히드로푸란, 에틸아세테이트, 아세톤, 디메틸포름아미드 및 디메틸설폭사이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 용매하에서 이루어질 수 있다. 구체적으로, 상기 용매에 화학식 1의 화합물을 용해시킨 후, 상기 용액에 수은 이온을 포함하는 분석시료를 첨가할 수 있다.
In the present invention, the step 1) may be carried out in any one solvent selected from the group consisting of toluene, tetrahydrofuran, ethyl acetate, acetone, dimethylformamide and dimethylsulfoxide. Specifically, after dissolving the compound of Chemical Formula 1 in the solvent, an analytical sample containing mercury ions may be added to the solution.

사용하는 용매의 극성에 따라 화학식 1의 화합물의 흡수밴드는 달라진다. 화학식 1의 용매의 극성에 따른 흡수 스펙트럼의 변화를 확인하기 위해 화학식 1의 화합물을 다양한 용매에 용해시킨 후 흡수 스펙트럼를 측정하였다. 이때 사용된 용매는 톨루엔, 테트라히드로푸란, 에틸아세테이트, 아세톤, 디메틸포름아미드, 디메틸설폭사이드이었다. 그 결과 용매의 극성이 증가할수록, 흡수 피크는 오른쪽으로 이동하였다. 또한, 용매의 극성을 나타내는 척도인 ET값이 증가하였다.
Depending on the polarity of the solvent used, the absorption band of the compound of formula (1) varies. In order to confirm the change of the absorption spectrum according to the polarity of the solvent of the formula (1), the compound of the formula (1) was dissolved in various solvents and the absorption spectrum thereof was measured. The solvent used herein was toluene, tetrahydrofuran, ethyl acetate, acetone, dimethylformamide, and dimethylsulfoxide. As a result, as the polarity of the solvent increased, the absorption peak shifted to the right. In addition, the E T value indicating the polarity of the solvent was increased.

상기 단계 2는 수은 이온이 첨가된 화합물의 광학적 변화를 측정하여 수은 이온을 검출하기 위한 단계이다. 수은 이온 첨가시 용액의 색상이 붉은색에서 갈색으로 변하므로 이를 육안으로 관측 가능하며, UV-Vis 분광기를 이용하여 첨가된 수은이온의 양을 정량적으로 분석할 수도 있다. DMSO에 화학식 1의 화합물이 용해된 용액에 수은 이온을 첨가하는 경우, 흡광도 밴드는 461 nm에서 증가하고, 528 nm 파장에서 감소한다.
Step 2 is a step for detecting mercury ions by measuring an optical change of a compound to which mercury ions are added. The color of the solution changes from red to brown when added with mercury ion, so it can be observed with the naked eye, and the amount of mercury ions added using a UV-Vis spectrometer can be quantitatively analyzed. When mercury ions are added to a solution of the compound of formula 1 in DMSO, the absorbance band increases at 461 nm and decreases at 528 nm.

본 발명에 따른 화합물은 높은 민감성 및 선택성으로 수은 이온을 검출할 수 있으며, 상기 화합물의 광학적 변화는 육안 또는 UV-Vis 분광기로 쉽게 판별이 가능하며 별도의 복잡한 장비를 필요로 하지 않는 장점을 가진다.The compounds according to the present invention are capable of detecting mercury ions with high sensitivity and selectivity, and the optical change of the compounds can be easily discriminated by visual or UV-Vis spectroscopy and does not require any complicated equipment.

도 1은 화학식 1로 표시되는 화합물에 수은 이온을 첨가하였을때, 첨가량에 따른 흡수 스펙트럼의 변화를 나타낸 것이다.
도 2는 수은 이온을 포함한 다양한 금속이온과 화학식 1의 화합물을 반응시켰을때, 461 nm에서의 흡수도의 변화를 나타낸 것이다.
도 3은 화학식 1의 화합물의 HOMO 및 LUMO 에너지 레벨의 전하 분포를 도시한 그림이다.
도 4는 수은 이온과 결합한 화학식 1의 화합물의 구조를 도시한 그림이다.
도 5는 다양한 용매에서의 화학식 1의 화합물의 흡수 스펙트럼를 나타낸 것이다. (1: 톨루엔, 2: 테트라히드로푸란, 3:에틸아세테이트, 4:아세톤, 5:디메틸포름아미드, 6:디메틸설폭사이드)
도 6은 용매의 극성이 증가함에 따른 바닥상태와 여기상태에서의 쌍극자 모멘트 변화를 나타낸 것이다.
도 7은 화학식 1의 화합물이 용해된 다양한 용매의 최대 흡수 파장(λmax) 및 ET 의 상관관계를 도시한 것이다.
Fig. 1 shows changes in absorption spectrum depending on the addition amount of mercury ions added to the compound represented by the general formula (1).
Fig. 2 shows changes in absorbance at 461 nm when various metal ions including mercury ions are reacted with the compound of formula (I).
FIG. 3 is a graph showing the charge distribution of the HOMO and LUMO energy levels of the compound of Formula 1. FIG.
FIG. 4 is a view showing the structure of a compound of formula (I) combined with mercury ion.
Figure 5 shows the absorption spectra of compounds of formula (I) in various solvents. (1: toluene, 2: tetrahydrofuran, 3: ethyl acetate, 4: acetone, 5: dimethylformamide, 6: dimethylsulfoxide)
6 shows changes in dipole moments in the ground state and the excited state as the polarity of the solvent increases.
7 shows an absorption maximum wavelength of the correlation (λ max) and E T in a variety of solvents are compounds of the formula I dissolved.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나 하기의 실시예는 오로지 본 발명을 설명하기 위한 것으로 이들 실시예에 의해서 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples. However, the following examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the invention.

물질matter

1,2-디아미노안트라퀴논 및 1-아미노안트라퀴논은 Aldrich Chemical사로부터 구입하여 사용하였다.
1,2-diaminoanthraquinone and 1-aminoanthraquinone were purchased from Aldrich Chemical Company and used.

실험예Experimental Example 1: 1,2-디아미노안트라퀴논의  1: 1,2-diaminoanthraquinone 수은이온에To mercury ions 대한 광학적 변화 분석 Optical change analysis for

DMSO에 용해된 1,2-디아미노안트라퀴논에 Hg(ClO4)2를 0 당량부터 50 당량까지 점진적으로 첨가하면서 UV-Vis spectrascopy를 측정하고 상기 결과를 도 1에 나타내었다. 그 결과, 수은 이온이 첨가됨에 따라 528 nm 파장에서의 흡수도가 감소하고 461 nm 파장에서의 흡수도가 증가하며, 용액의 색상이 붉은색에서 갈색으로 변하는 것을 확인할 수 있었다.
UV-Vis spectroscopy was performed while gradually adding Hg (ClO 4 ) 2 from 1,2-diamino anthraquinone dissolved in DMSO to 0 equivalent to 50 equivalents, and the results are shown in FIG. As a result, the absorption at 528 nm wavelength decreased and the absorbance at 461 nm wavelength increased with the addition of mercury ions, and the color of the solution changed from red to brown.

비교예Comparative Example 1: 1- 1: 1- 아미노안트라퀴논의Aminoanthraquinone 수은이온에To mercury ions 대한 발광특성 분석 Analysis of luminescence characteristics

1,2-디아미노안트라퀴과 수은 이온의 반응으로 인한 광학적 변화에서, 작용기와 Hg2 + 이온의 결합이 미치는 영향을 조사하기 위해, DMSO에 용해된 1-아미노안트라퀴논에 대하여 실험예 1과 동일하게 수은이온의 발광특성울 분석하였다. 그 결과, 1-아미노안트라퀴논은 흡수 스펙트럼의 어떠한 변화도 나타나지 않았다. 이를 통해, 안트라퀴논과 수은이온의 결합은 두개의 아미노기를 통해 형성되고, 결합에 카르보닐기는 포함되지 않음을 확인할 수 있었다.
In order to investigate the effect of the binding of the functional group and the Hg 2 + ion on the optical change due to the reaction of 1,2-diaminoanthraquinone with mercury ion, the same as in Experimental Example 1 for 1-aminoanthraquinone dissolved in DMSO The emission characteristics of mercury ions were analyzed. As a result, 1-aminoanthraquinone showed no change in the absorption spectrum. As a result, it was confirmed that the binding of the anthraquinone and the mercury ion is formed through two amino groups, and the carbonyl group is not included in the bond.

비교예Comparative Example 2: 다른 이온에 대한 광학적 변화 분석 2: Optical change analysis for other ions

실험예 1과 동일한 방법으로 다양한 양이온 Fe3 +, Na+, Mg2 +, Pb2 +, Cd2 +, Ni2 +, Cu2+ 및 Zn2을 DMSO에 용해된 1,2-디아미노안트라퀴논에 적정하면서 흡수 스펙트럼을 분석하였다. 그 결과, 실험된 양이온에서 특정한 스펙트럼의 변화가 나타나지 않았고, 이를 통해 1,2-디아미노안트라퀴논이 수은 이온만 선택적으로 검출할 수 있음을 확인하였다. 금속이온이 존재할 때 461 nm에서의 흡수도를 A, 금속이온이 존재하지 않을때 461 nm에서의 흡수도를 A0로 하여, 각 금속 이온마다 A/A0의 값을 도 2에 나타내었다. 이를 통해, 대부분의 금속의 A/A0 값이 0.2 미만인 것에 비해, 수은 이온은 약 1.8의 값을 나타내어 상기 화학식 1의 화합물이 수은 이온에 대한 검출 특이성이 있음을 확인할 수 있었다.
By the same method as Experimental Example 1 various cations Fe 3 +, Na +, Mg 2 +, Pb 2 +, Cd 2 +, Ni 2 +, a 1,2-diamino anthraquinone dissolved Cu 2+ and Zn 2 in DMSO The absorption spectra were analyzed while titrating to quinone. As a result, no specific spectral change was observed in the tested cations, and it was confirmed that 1,2-diaminoanthraquinone can selectively detect only mercury ions. Assuming that the absorbance at 461 nm is A when the metal ion is present and A 0 is the absorbance at 461 nm when no metal ion is present, the value of A / A 0 for each metal ion is shown in FIG. As a result, the mercury ion has a value of about 1.8, as compared with the case where the A / A 0 value of most metals is less than 0.2. Thus, it can be confirmed that the compound of formula 1 has detection specificity for mercury ions.

실험예Experimental Example 2: 1,2-디아미노안트라퀴논과  2: 1,2-diaminoanthraquinone and HgHg 22 ++ 이온의 결합을 이론적으로 계산 Theoretical calculation of ion binding

1,2-디아미노안트라퀴논의 발색특성 분석을 위해 양자화학 Dmol3 방법을 사용하였다. 모든 이론적 계산은 밀도함수 이론을 이용한 양자 기계 코드를 포함하는 Material Studio 4.4 팩키지의 Dmol3 프로그램에 의해 수행하였다. 일반화된 기울기 근사(generalized gradient approximation, GGA)의 Perdew-Wang 1991(PW91) 함수를 프론티어 분자 오비탈의 에너지 수치를 계산하는데 사용하였다.The quantum chemistry Dmol 3 method was used to analyze the color development characteristics of 1,2-diaminoanthraquinone. All theoretical calculations were carried out by the Dmol 3 program of the Material Studio 4.4 package containing quantum mechanical codes using density function theory. The Perdew-Wang 1991 (PW91) function of the generalized gradient approximation (GGA) was used to calculate the energy value of the Frontier Molecular Orbital.

1,2-디아미노안트라퀴논의 HOMO 및 LUMO 에너지 수치의 전자 분포를 도 3에 나타내었다. 프론티어 분자 오비탈의 비교를 통해, HOMO-LUMO 전이가 전자분포를 두 개의 아미노 모이어티(moiety)로부터 어셉터로 이동시켰다는 것을 확인할 수 있었다. The electron distribution of HOMO and LUMO energy values of 1,2-diaminoanthraquinone is shown in FIG. Comparison of the Frontier Molecular Orbital showed that the HOMO-LUMO transfer shifted the electron distribution from the two amino moieties to the acceptor.

도 4에 최적화된 1,2-디아미노안트라퀴논-Hg2 +바이덴테이트(bidentate)의 구조를 나타내었다. 이를 통해 Hg2 +이온이 1,2-디아미노안트라퀴논의 도너부, 두개의 아민기 사이에 결합되었음을 확인할 수 있었다.
The structure of 1,2-diamino anthraquinone-Hg 2 + bidentate optimized in FIG. 4 is shown. As a result, it was confirmed that the Hg 2 + ion was bonded between the donor moiety and two amine moieties of 1,2-diaminoanthraquinone.

실험예Experimental Example 3: 다양한 용매에서의 발광특성 분석 3: Analysis of luminescence characteristics in various solvents

용매의 극성이 흡수 스펙트럼에 미치는 영량을 분석하기 위해, 톨루엔, 테트라히드로푸란, 에틸아세테이트, 아세톤, 디메틸포름아미드 및 디메틸 설폭사이드 용매에 1,2-디아미노안트라퀴논을 각각 용해시킨 후 흡수 스펙트럼을 분석하였다. 그 결과를 도 5에 나타내었다.(1: 톨루엔, 2: 테트라히드로푸란, 3:에틸아세테이트, 4:아세톤, 5:디메틸포름아미드, 6:디메틸설폭사이드)In order to analyze the sorption spectra of solvent polarity, 1,2-diaminoanthraquinone was dissolved in toluene, tetrahydrofuran, ethyl acetate, acetone, dimethylformamide and dimethyl sulfoxide, Respectively. The results are shown in Figure 5. (1: toluene, 2: tetrahydrofuran, 3: ethyl acetate, 4: acetone, 5: dimethylformamide, 6: dimethylsulfoxide)

상기 분석을 통해 계산된 각 용매의 λmax값과 ET 값을 하기 표에 나타내었다.
The λmax values of each solvent and E T The values are shown in the following table.

SolventSolvent λmax(nm)? max (nm) ET((kcal/mol)E T ( (kcal / mol) 톨루엔toluene 478478 33.933.9 테트라히드로푸란Tetrahydrofuran 500500 37.437.4 에틸아세테이트Ethyl acetate 507507 38.138.1 아세톤Acetone 508508 42.242.2 디메틸포름아미드Dimethylformamide 530530 43.243.2 디메틸 설폭사이드Dimethyl sulfoxide 539539 45.145.1

그 결과 용매의 극성이 증가함에 따라 흡수 피크의 적색이동이 일어남을 확인할 수 있었다. 흡수 피크는 용매의 극성이 증가함에 따라, 478 nm(톨루엔) 에서 539 nm(DMSO) 까지 달라졌다. As a result, it was confirmed that the red shift of the absorption peak occurs as the polarity of the solvent increases. The absorption peak varied from 478 nm (toluene) to 539 nm (DMSO) as the polarity of the solvent increased.

또한, 상기 λmax값과 ET 의 상관관계를 파악하기 위해 도 7에 λmax값과 ET 의 그래프를 나타내었다. 그 결과 λmax 가 증가할수록 ET도 비례해서 증가하는 것을 확인할 수 있었다.
Also, the graph shows the value of λ max and E T in Figure 7 to determine the correlation between the λ max values and the E T. As a result, λ max It is found that E T also increases proportionally.

이런 적색이동은 1,2-디아미노안트라퀴논이 바닥 상태(ground state)에서보다 여기상태(excited state)에서 더 큰 쌍극자 모멘트를 갖는다는 것을 나타낸다. 이를 확인하기 위해, Pariser-Parr-Pople(PPP)를 이용하여 1,2-디아미노안트라퀴논의 바닥 상태 및 처음 여기된 일중항(singlet) 상태에서의 쌍극자 모멘트(μ, Debye)를 계산하고 이를 도 6에 나타내었다. 그 결과, 화학식 1의 화합물의 쌍극자모멘트는 바닥 상태 3.059 debye, 여기 상태 12.039 debye 임을 알 수 있었다.
This red shift shows that 1,2-diamino anthraquinone has a larger dipole moment in the excited state than in the ground state. To confirm this, the dipole moments (μ, Debye) in the ground state and the first excited singlet state of 1,2-diaminoanthraquinone were calculated using Pariser-Parr-Pople (PPP) 6. As a result, it was found that the dipole moment of the compound of Formula 1 was 3.059 debye at the bottom state, and 12.039 debye at the excitation state.

Claims (4)

하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 수은 이온 검출용 조성물:
[화학식 1]
Figure 112012105024289-pat00002
.
A composition for detecting mercury ions comprising a compound represented by the following formula (1):
[Chemical Formula 1]
Figure 112012105024289-pat00002
.
1) 제1항의 화합물에 수은 이온을 포함하는 분석 시료를 첨가하는 단계; 및
2) 상기 분석시료가 첨가된 화합물의 광학적 변화의 유무를 관측하는 단계를 포함하는 수은 이온의 검출방법.
1) adding an analytical sample containing mercury ions to the compound of claim 1; And
2) observing the presence or absence of optical change of the compound to which the analytical sample is added.
제2항에 있어서, 단계 1)은 톨루엔, 테트라히드로푸란, 에틸아세테이트, 아세톤, 디메틸포름아미드 및 디메틸설폭사이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 용매하에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 수은 이온의 검출방법.
The method for detecting mercury ions according to claim 2, wherein the step 1) is carried out in any solvent selected from the group consisting of toluene, tetrahydrofuran, ethyl acetate, acetone, dimethylformamide and dimethylsulfoxide.
제3항에 있어서, 상기 광학적 변화는 UV-Vis(Ultraviolet-visible) 분광기 또는 형광광도계 중 어느 하나 이상을 사용하여 관측하는 것을 특징으로 하는 분석시료 중 수은 이온의 선택적 검출방법.[4] The method of claim 3, wherein the optical change is observed using at least one of a UV-Vis (Ultraviolet-visible) spectroscope or a fluorescence spectrophotometer.
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