RU2501780C1 - Method for synthesis of 1,2,6,7-bis-(9h, 10h-anthracene-9,10-diiyl)pyrene - monomolecular optical sensor for detecting nitroaromatic compounds - Google Patents
Method for synthesis of 1,2,6,7-bis-(9h, 10h-anthracene-9,10-diiyl)pyrene - monomolecular optical sensor for detecting nitroaromatic compounds Download PDFInfo
- Publication number
- RU2501780C1 RU2501780C1 RU2012137555/04A RU2012137555A RU2501780C1 RU 2501780 C1 RU2501780 C1 RU 2501780C1 RU 2012137555/04 A RU2012137555/04 A RU 2012137555/04A RU 2012137555 A RU2012137555 A RU 2012137555A RU 2501780 C1 RU2501780 C1 RU 2501780C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pyrene
- anthracene
- synthesis
- bis
- optical sensor
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретение.The technical field to which the invention relates.
Изобретение относится к области органического синтеза сенсорных материалов и касается тетразамещенного пирена, обладающего сенсорными свойствами и предназначенного для удаленного обнаружения присутствия нитроароматических соединений на поверхностях, в растворах неполярных растворителей, воды и в воздухе в сверхмалых концентрациях на основании изменения оптических свойств - тушения фотолюминесценции - означенного сенсора при контакте с молекулами нитроароматических соединений. Изобретение может быть использовано для синтеза сенсорных замещенных пиренов, которые могут найти применение в таможенных службах, силовых структурах (армия, полиция и т.д), научно-исследовательских лабораториях, а также в быту и сельском хозяйстве.The invention relates to the field of organic synthesis of sensory materials and relates to a tetra-substituted pyrene having sensory properties and designed to remotely detect the presence of nitroaromatic compounds on surfaces, in solutions of non-polar solvents, water and in air at very low concentrations based on changes in optical properties - quenching of photoluminescence - a designated sensor in contact with molecules of nitroaromatic compounds. The invention can be used to synthesize sensory substituted pyrenes, which can be used in customs services, law enforcement agencies (army, police, etc.), research laboratories, as well as in everyday life and agriculture.
Уровень техники.The level of technology.
Пирен сам по себе достаточно известен как мономолекулярный сенсор на π-дефицитные ароматические соединения, в том числе на нитроароматические производные. Хотя константы тушения фотолюминесценции Штерна-Фольмера у него удовлетворительные, он нашел ограниченное применение как сенсор взрывчатых веществ. Например, в растворенном состоянии, в составе полистирольных нановолокон (Ying Wang, Anthony La, Yu Ding, Yixin Liu, and Yu Lei Adv. Func. Mat. 2012 1, 1), мембрана из которых использовалась для визуального обнаружения скрытых в почве взрывчатых веществ и их паров. Пирен использовался как сенсор для непрямого обнаружения взрывчатых веществ и продуктов их разложения в условиях высокоэффективной жидкостной хроматографии (John V. Goodpaster and Victoria L. McGuffin Anal. Chem. 2001, 73, 2004-2011). В случае 2,4-дипитротолуола константа тушения фотолюминесценции Штерна-Фольмера составила (Ksv=386 М-1).Pyrene itself is quite well known as a monomolecular sensor for π-deficient aromatic compounds, including nitroaromatic derivatives. Although Stern-Volmer’s quenching photoluminescence quenching constants are satisfactory, he has found limited use as an explosive sensor. For example, in a dissolved state, in polystyrene nanofibers (Ying Wang, Anthony La, Yu Ding, Yixin Liu, and Yu Lei Adv. Func. Mat. 2012 1, 1), the membrane of which was used to visually detect explosives hidden in the soil and their fumes. Pyrene was used as a sensor for the indirect detection of explosives and their decomposition products under high performance liquid chromatography (John V. Goodpaster and Victoria L. McGuffin Anal. Chem. 2001, 73, 2004-2011). In the case of 2,4-dipitrotoluene, the Stern-Volmer photoluminescence quenching constant was (Ksv = 386 M -1 ).
В настоящее время способов получения 1,2,6,7-бис-(9H,10H-антрацен-9,10-диил)пирена 1 (далее бисиптиценопирен) в мировой литературе не описано.Currently, methods for producing 1,2,6,7-bis- (9H, 10H-anthracene-9,10-diyl) pyrene 1 (hereinafter bisipticenopyrene) are not described in the world literature.
Имеются данные о возможности использования смешанных полимеров, включающих пентиптицен-ацетиленовые звенья для визуального определения 2,4,6-тринитротолуола (THT) на воздухе (Thomas, S.W., III; Joly, G.D.; Swager, T.М. Chem. Rev. 2007, 107, 1339-1386; Yang, J.-S.; Swager, T.M.J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 5321-5322; Yang, J.-S.; Swager, T.M.J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 11864-11873). Также известен способ получения 1,4-диэтинилпроизводных пентиптицена 2 (Thomas, S.W., III; Joly, G.D.; Swager, T.M. Chem. Rev. 2007, 107, 1339-1386; Yang, J.-S.; Swager, T.M.J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 5321-5322; Yang, J.-S.; Swager, T.M.J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 11864-11873), которые являются структурными аналогами 1.There is evidence of the use of mixed polymers including pentipticene-acetylene units for the visual determination of 2,4,6-trinitrotoluene (THT) in air (Thomas, SW, III; Joly, GD; Swager, T.M. Chem. Rev. 2007 107, 1339-1386; Yang, J.-S .; Swager, TMJ Am. Chem. Soc. 1998, 120, 5321-5322; Yang, J.-S .; Swager, TMJ Am. Chem. Soc. 1998 120, 11864-11873). Also known is a method for producing 1,4-diethynyl derivatives of pentipticene 2 (Thomas, SW, III; Joly, GD; Swager, TM Chem. Rev. 2007, 107, 1339-1386; Yang, J.-S .; Swager, TMJ Am. Chem. Soc. 1998, 120, 5321-5322; Yang, J.-S .; Swager, TMJ Am. Chem. Soc. 1998, 120, 11864-11873), which are structural analogues of 1.
Сущность изобретения.SUMMARY OF THE INVENTION
Сущность изобретения составляет способ получения 1,2,6,7-бис-(9H,10H-антрацен-9,10-диил)пирена («бисиптиценопирен») 1 - оптического сенсора на π-дефицитные (гетеро)ароматические соединения, включающий взаимодействие генерируемого in situ аринового производного пирена с антраценом в атмосфере аргона. При подсчете практического выхода, считая на легко доступный тетрабромпирен, выход 1 составляет 40%.The essence of the invention is a method for producing 1,2,6,7-bis- (9H, 10H-anthracene-9,10-diyl) pyrene ("bisiptitsenopiren") 1 - optical sensor for π-deficient (hetero) aromatic compounds, including interaction an in situ generated arine pyrene derivative with anthracene in an argon atmosphere. When calculating the practical yield, counting on the easily available tetrabromopyrene, yield 1 is 40%.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.Information confirming the possibility of carrying out the invention.
4.1. Синтез 1,2,6,7-бис-(9H,10H-антрацен-9,10-диил)пирена (1)4.1. Synthesis of 1,2,6,7-bis- (9H, 10H-anthracene-9,10-diyl) pyrene (1)
Смесь тетрабромпирена1 (1 Venkataramana, G.; Sankararaman, S. Eur. J. Org. Chem. 2005, 4162.) (1 г, 1.93 ммоль), антрацена (1.78 г, 9.66 ммоль) и трет-бутилата калия (1.34 г, 12 ммоль) суспендируют в 60 мл сухого свежеперегнанного толуола и перемешивают полученную смесь при 140°C в течение 15 ч. Выпавший осадок отфильтровывают, фильтрат упаривают при пониженном давлении. Остаток перекристаллизовывают из толуола, промывают метанолом, сушат на воздухе.A mixture of tetrabromopyrene 1 ( 1 Venkataramana, G .; Sankararaman, S. Eur. J. Org. Chem. 2005, 4162.) (1 g, 1.93 mmol), anthracene (1.78 g, 9.66 mmol) and potassium tert-butylate (1.34 g, 12 mmol) are suspended in 60 ml of dry freshly distilled toluene and the resulting mixture is stirred at 140 ° C for 15 hours. The precipitate formed is filtered off, the filtrate is evaporated under reduced pressure. The residue was recrystallized from toluene, washed with methanol, and dried in air.
1,2,6,7-бис-(9H,10H-антрацен-9,10-диил)пирен («бисиптиценопирен»). Tпл>250°C; Выход 0.43 г (0.77 ммоль, 40%). ЯМР 1H (CDCl3): 5.78 (с, 2H, H-C(sp3)), 6.38 (с, 2H, H-C(sp3)), 6.99 (м, 8H, антранил), 7.50 (м, 4H, антранил), 7.95 (д, 2H, 3J 9.2 Гц, пирен), 8.12 (с, 2H, пирен), 8.46 (д, 2H, 3J 9.2 Гц, пирен). ЯМР 13C (CDCl3): 49.88, 54.97, 120.17, 121.44, 121.13, 123.77, 123.93, 125.20, 125.28, 125.87, 127.54, 128.13, 139.02, 142.37, 145.38, 146.28. EI-MS (m/z): 554 (100). Вычислено для C44H26*H2O, %: C 92.28, H 4.93. Найдено, %: C 92.11, H 4.87.1,2,6,7-bis- (9H, 10H-anthracene-9,10-diyl) pyrene ("bisipticenopyrene"). Mp> 250 ° C; Yield 0.43 g (0.77 mmol, 40%). 1 H NMR (CDCl 3 ): 5.78 (s, 2H, HC (sp 3 )), 6.38 (s, 2H, HC (sp 3 )), 6.99 (m, 8H, anthranyl), 7.50 (m, 4H, anthranyl ), 7.95 (d, 2H, 3 J 9.2 Hz, pyrene), 8.12 (s, 2H, pyrene), 8.46 (d, 2H, 3 J 9.2 Hz, pyrene). 13 C NMR (CDCl 3 ): 49.88, 54.97, 120.17, 121.44, 121.13, 123.77, 123.93, 125.20, 125.28, 125.87, 127.54, 128.13, 139.02, 142.37, 145.38, 146.28. EI-MS (m / z): 554 (100). Calculated for C 44 H 26 * H 2 O,%: C 92.28, H 4.93. Found,%: C 92.11, H 4.87.
Заявленное соединение представляет собой бесцветное кристаллическое вещество, растворимое в нитробензоле, бензоле, хлороформе, нерастворимое в метаноле и воде.The claimed compound is a colorless crystalline substance, soluble in nitrobenzene, benzene, chloroform, insoluble in methanol and water.
4.2. Визуальное обнаружение питроароматических соединений с использованием заявляемых соединений (1-2)4.2. Visual detection of aromatic compounds using the claimed compounds (1-2)
Пример 1.Example 1
Изучение взаимодействия 1 с нитроароматическими соединениями проводили в растворах сухого тетрагидрофурана в концентрациях сенсора (5-10)·10-6 М в зависимости от значения коэффициента абсорбции по данным УФ (А≤0.1).The interaction of 1 with nitroaromatic compounds was studied in solutions of dry tetrahydrofuran at sensor concentrations of (5-10) · 10 -6 M, depending on the value of the absorption coefficient according to UV data (A≤0.1).
Флуоресцентное титрование проводили, используя раствор нитроароматического соединения: 2,4-динитротолуол (ДНТ), 5·10-3 М. Критерием для оценки эффективности заявленных соединений и прототипа являлось значение константы Штерн-Фольмера (Stern-Volmer) - константы тушения, она же константа ассоциации полученного комплекса заявленных соединении нитроароматических соединений и выражаемой уравнениемFluorescence titration was carried out using a solution of a nitroaromatic compound: 2,4-dinitrotoluene (DNT), 5 · 10 -3 M. The criterion for evaluating the effectiveness of the claimed compounds and prototype was the value of the Stern-Volmer constant (quenching constant, it is association constant of the obtained complex of the claimed compound of nitroaromatic compounds and expressed by the equation
Io/I=1+Ksv*[Q],I o / I = 1 + K sv * [Q],
где Io, I - интенсивность флуоресценции до и после добавления нитроароматического соединения (quencher); Q - концентрация нитроароматического соединения, моль/л; Ksv - значение константы, (моль/л)-1 where I o , I is the fluorescence intensity before and after the addition of nitroaromatic compounds (quencher); Q is the concentration of nitroaromatic compounds, mol / l; K sv - constant value, (mol / l) -1
Результаты экспериментов показали высокую эффективность заявленного соединения для визуального обнаружения нитроароматических соединений. Соединение-прототип обладает меньшей эффективностью в аналогичных условиях.The experimental results showed the high efficiency of the claimed compounds for the visual detection of nitroaromatic compounds. The prototype compound is less effective in similar conditions.
Предложенный способ синтеза является уникальным в ряду пирена.The proposed synthesis method is unique in the series of pyrene.
Claims (1)
Method for the synthesis of 1,2,6,7-bis- (9H, 10H-anthracene-9,10-diyl) pyrene of a 1-monomolecular optical sensor for detecting nitroaromatic compounds by reacting an in situ generated aromatic derivative of pyrene with anthracene in an argon atmosphere
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012137555/04A RU2501780C1 (en) | 2012-09-03 | 2012-09-03 | Method for synthesis of 1,2,6,7-bis-(9h, 10h-anthracene-9,10-diiyl)pyrene - monomolecular optical sensor for detecting nitroaromatic compounds |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012137555/04A RU2501780C1 (en) | 2012-09-03 | 2012-09-03 | Method for synthesis of 1,2,6,7-bis-(9h, 10h-anthracene-9,10-diiyl)pyrene - monomolecular optical sensor for detecting nitroaromatic compounds |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2501780C1 true RU2501780C1 (en) | 2013-12-20 |
Family
ID=49785152
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012137555/04A RU2501780C1 (en) | 2012-09-03 | 2012-09-03 | Method for synthesis of 1,2,6,7-bis-(9h, 10h-anthracene-9,10-diiyl)pyrene - monomolecular optical sensor for detecting nitroaromatic compounds |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2501780C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA031375B1 (en) * | 2017-03-13 | 2018-12-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Сенстек" | USE OF 1,2,6,7-BIS-(9n,10n-ANTHRACENE-9,10-DIYL)PYRENE AS OPTICAL CENSOR FOR DETECTING ALIPHATIC NITRO COMPOUNDS AND NITRIC ACID ESTERS |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2118954C1 (en) * | 1993-06-30 | 1998-09-20 | Химический факультет МГУ им.М.В.Ломоносова | Method of synthesis of tris-acetyltripticene |
CN102051184A (en) * | 2010-12-17 | 2011-05-11 | 北京科技大学 | Symmetrical discotic liquid crystal molecule taking pyrene as rigid core and preparation method thereof |
-
2012
- 2012-09-03 RU RU2012137555/04A patent/RU2501780C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2118954C1 (en) * | 1993-06-30 | 1998-09-20 | Химический факультет МГУ им.М.В.Ломоносова | Method of synthesis of tris-acetyltripticene |
CN102051184A (en) * | 2010-12-17 | 2011-05-11 | 北京科技大学 | Symmetrical discotic liquid crystal molecule taking pyrene as rigid core and preparation method thereof |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Swager, T.M. "Fluorescent porous polymer films as TNT Chemosensors: Electronic and Structural Effects", J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 11864-11873. * |
Thomas S.W., III; Joly, G.D.; Swager, "Chemical sensors based on amplifying fluorescent conjugated polymers" T.M. Chem. Rev. 2007, 107, 1339-1386. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA031375B1 (en) * | 2017-03-13 | 2018-12-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Сенстек" | USE OF 1,2,6,7-BIS-(9n,10n-ANTHRACENE-9,10-DIYL)PYRENE AS OPTICAL CENSOR FOR DETECTING ALIPHATIC NITRO COMPOUNDS AND NITRIC ACID ESTERS |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Xia et al. | BODIPY-based fluorescent sensor for the recognization of phosgene in solutions and in gas phase | |
Chen et al. | Colorimetric and ratiometric fluorescent chemosensor for fluoride ion based on perylene diimide derivatives | |
US8263018B2 (en) | Environment sensor and conjugated polyene for manufacturing environment sensors | |
KR100862606B1 (en) | Ratiometric fluorescent chemosensor for selective detection of hg(ii) ions | |
Yang et al. | A highly selective pyrene based fluorescent sensor toward Hg2+ detection | |
Cheng et al. | Intramolecular fluorescence resonance energy transfer in a novel PDI–BODIPY dendritic structure: Synthesis, Hg2+ sensor and living cell imaging | |
Lee et al. | Fluoride sensing with a PCT-based calix [4] arene | |
Costa et al. | Substituted p-phenylene ethynylene trimers as fluorescent sensors for nitroaromatic explosives | |
Tanwar et al. | Fluorescence “turn-on” indicator displacement assay-based sensing of nitroexplosive 2, 4, 6-trinitrophenol in aqueous media via a polyelectrolyte and dye complex | |
Shi et al. | Barbituric acid–triphenylamine adduct as an AIEE-type molecule and optical probe for mercury (II) | |
RU2501780C1 (en) | Method for synthesis of 1,2,6,7-bis-(9h, 10h-anthracene-9,10-diiyl)pyrene - monomolecular optical sensor for detecting nitroaromatic compounds | |
Yang et al. | A highly selective fluorescent chemosensor for cyanide anions based on a chalcone derivative in the presence of iron (iii) ions, and its capacity for living cell imaging in mixed aqueous systems | |
Yang et al. | A pyrene-cored conjugated microporous polycarbazole for sensitive and selective detection of hazardous explosives | |
KR101179513B1 (en) | Methionine amino acid based chemical sensor for selective detecting mercury ion, and preparation method thereof | |
Naik et al. | A coumarin coupled tetraphenylethylene based multi-targeted AIEgen for cyanide ion and nitro explosive detection, and cellular imaging | |
KR100930969B1 (en) | Acridine derivatives, preparation method thereof and selective detection method of mercury ion and / or cadmium ion using the same | |
Firuzabadi et al. | A pillared metal-organic framework with rich π-electron linkers as a novel fluorescence probe for the highly selective and sensitive detection of nitroaromatics | |
CN110305035B (en) | Total amino column [5] arene, synthetic method thereof and application thereof in detection of trivalent gold ions | |
KR101079315B1 (en) | Novel rhodamine derivative and sensor for detecting mercury ions comprising the same | |
Hu et al. | A new fluorescent chemosensor for anion based on an artificial cyclic tetrapeptide | |
RU2532903C1 (en) | Method of synthesising 2-dodecyl-5-(2,3,7,8-bis-(9h, 10h-anthracene-9,10-diyl)pyren-1-yl)thiophene - monomolecular optic sensor for detection of nitroaromatic compounds | |
RU2532164C1 (en) | Method for synthesis of 5,5'-(2,3,7,8-bis-(9h,10h-anthracene-9,10-diiyl)pyrene-1,6-diiyl)bis(2-dodecylthiophene) - monomolecular optical sensor for detecting nitroaromatic compounds | |
Kondo et al. | Ratiometric fluorescence detection of anions by an amide-based receptor bearing pyrenyl groups | |
RU2485084C1 (en) | Method for synthesis of 2,3,6,7,10,11-tris-(9h,10h-anthracene-9,10-diiyl)triphenylene - monomolecular optical sensor for detecting nitroaromatic compounds | |
KR20110020455A (en) | Pyrene derivatives having cu(ii) ion selectivity, method for preparing therefor, detecting method using the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140904 |