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 PDF

Info

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
Application number
RU2012137555/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Григорий Васильевич Зырянов
Дмитрий Сергеевич Копчук
Игорь Сергеевич Ковалев
Татьяна Алексеевна Цейтлер
Павел Александрович Слепухин
Олег Николаевич Чупахин
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
Общество с ограниченной ответственностью "Сфера"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина", Общество с ограниченной ответственностью "Сфера" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
Priority to RU2012137555/04A priority Critical patent/RU2501780C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2501780C1 publication Critical patent/RU2501780C1/en

Links

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to a method for synthesis of 1,2,6,7-bis-(9H, 10H-anthracene-9,10-diiyl)pyrene 1 by reacting an in situ generated aryne derivative of pyrene with anthracene in an argon atmosphere
Figure 00000008
.
The present invention provides a method for synthesis of said compound, which can be used as a monomolecular optical sensor for detecting nitroaromatic compounds.
EFFECT: improved method.
1 ex, 1 tbl

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.

Figure 00000001
Figure 00000001

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%.

Figure 00000002
Figure 00000002

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

Таблица 1Table 1 Значения констант тушения флуоресценции заявленного соединения 1 и соединения-протипа (пирен) в линейном приближении,

Figure 00000003
(моль/л)-1 The values of the fluorescence quenching constants of the claimed compound 1 and the prototype compound (pyrene) in a linear approximation,
Figure 00000003
(mol / l) -1
Figure 00000004
, M-1 1
Figure 00000004
, M -1 1
Figure 00000005
, M-1 пирен
Figure 00000005
, M -1 pyrene
2,4-ДНТ2,4-DNT 14.32·103 14.3210 3 0.93·103 0.9310 3

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)

Способ синтеза 1,2,6,7-бис-(9H,10H-антрацен-9,10-диил)пирена 1-мономолекулярного оптического сенсора для обнаружения нитроароматических соединений путем взаимодействия генерируемого in situ аринового производного пирена с антраценом в атмосфере аргона
Figure 00000006
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
Figure 00000006
RU2012137555/04A 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 RU2501780C1 (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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