RU2781404C1 - 6-метоксибензо[de]нафто[1,8-gh]хинолин - химический сенсор для определения нитросодержащих взрывчатых веществ - Google Patents
6-метоксибензо[de]нафто[1,8-gh]хинолин - химический сенсор для определения нитросодержащих взрывчатых веществ Download PDFInfo
- Publication number
- RU2781404C1 RU2781404C1 RU2021137960A RU2021137960A RU2781404C1 RU 2781404 C1 RU2781404 C1 RU 2781404C1 RU 2021137960 A RU2021137960 A RU 2021137960A RU 2021137960 A RU2021137960 A RU 2021137960A RU 2781404 C1 RU2781404 C1 RU 2781404C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nitro
- explosives
- naphtho
- quinoline
- methoxybenzo
- Prior art date
Links
- 239000002360 explosive Substances 0.000 title claims abstract description 24
- -1 6-METHOXYBENZO[de]NAPHTHO[1,8-gh]QUINOLINE Chemical compound 0.000 title claims abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 title abstract description 7
- 230000003287 optical Effects 0.000 claims abstract 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 17
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N nitrous oxide Inorganic materials [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 23
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 abstract description 3
- 241000282472 Canis lupus familiaris Species 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 2
- OXNIZHLAWKMVMX-UHFFFAOYSA-N Picric acid Chemical compound OC1=C([N+]([O-])=O)C=C([N+]([O-])=O)C=C1[N+]([O-])=O OXNIZHLAWKMVMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 229940114148 picric acid Drugs 0.000 description 20
- 229950002929 trinitrophenol Drugs 0.000 description 20
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 11
- 230000000171 quenching Effects 0.000 description 10
- RMBFBMJGBANMMK-UHFFFAOYSA-N 2,4-Dinitrotoluene Chemical compound CC1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1[N+]([O-])=O RMBFBMJGBANMMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- XTFIVUDBNACUBN-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-trinitro-1,3,5-triazinane Chemical compound [O-][N+](=O)N1CN([N+]([O-])=O)CN([N+]([O-])=O)C1 XTFIVUDBNACUBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 7
- 125000002080 perylenyl group Chemical group C1(=CC=C2C=CC=C3C4=CC=CC5=CC=CC(C1=C23)=C45)* 0.000 description 6
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N iso-propanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N quinoline Chemical compound N1=CC=CC2=CC=CC=C21 SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BTJIUGUIPKRLHP-UHFFFAOYSA-N 4-Nitrophenol Chemical compound OC1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1 BTJIUGUIPKRLHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N acetic acid ethyl ester Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003260 fluorescence intensity Methods 0.000 description 3
- 229920000747 poly(lactic acid) polymer Polymers 0.000 description 3
- IQUPABOKLQSFBK-UHFFFAOYSA-N 2-nitrophenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1[N+]([O-])=O IQUPABOKLQSFBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008079 hexane Substances 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N methylene dichloride Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000449 nitro group Chemical group [O-][N+](*)=O 0.000 description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006862 quantum yield reaction Methods 0.000 description 2
- 150000003248 quinolines Chemical class 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 2
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N trifluoroacetic acid Chemical compound OC(=O)C(F)(F)F DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000015 trinitrotoluene Substances 0.000 description 2
- WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N 1,2-dichloroethane Chemical compound ClCCCl WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IZUKQUVSCNEFMJ-UHFFFAOYSA-N 1,2-dinitrobenzene Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=CC=C1[N+]([O-])=O IZUKQUVSCNEFMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SPSSULHKWOKEEL-UHFFFAOYSA-N 2,4,6-trinitrotoluene Chemical compound CC1=C([N+]([O-])=O)C=C([N+]([O-])=O)C=C1[N+]([O-])=O SPSSULHKWOKEEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PDOIGRRPKSYVKH-UHFFFAOYSA-N 2,4-dinitrophenol Chemical compound OC1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1[N+]([O-])=O.OC1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1[N+]([O-])=O PDOIGRRPKSYVKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZMSYRPZYPXKQDF-UHFFFAOYSA-N 2-pyren-1-ylpyridine Chemical compound N1=CC=CC=C1C1=CC=C(C=C2)C3=C4C2=CC=CC4=CC=C13 ZMSYRPZYPXKQDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZPTVNYMJQHSSEA-UHFFFAOYSA-N 4-Nitrotoluene Chemical compound CC1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1 ZPTVNYMJQHSSEA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WBRATFYTKXFZOW-UHFFFAOYSA-N 4-pyren-1-yl-2H-triazole Chemical group N1=NNC(C=2C3=CC=C4C=CC=C5C=CC(C3=C54)=CC=2)=C1 WBRATFYTKXFZOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HDMSISRTSCLVOX-UHFFFAOYSA-N Benzo(de)naphtho(1,8-gh)quinoline Chemical class C1=CC(C2=CC=CC=3C2=C2C=CC=3)=C3C2=NC=CC3=C1 HDMSISRTSCLVOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYFAGKUZYNFMBN-UHFFFAOYSA-N Benzo(ghi)perylene Chemical group C1=CC(C2=C34)=CC=C3C=CC=C4C3=CC=CC4=CC=C1C2=C43 GYFAGKUZYNFMBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VPUGDVKSAQVFFS-UHFFFAOYSA-N Coronene Chemical compound C1=C(C2=C34)C=CC3=CC=C(C=C3)C4=C4C3=CC=C(C=C3)C4=C2C3=C1 VPUGDVKSAQVFFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N Pyrene Chemical compound C1=CC=C2C=CC3=CC=CC4=CC=C1C2=C43 BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N Triethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCO ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000000370 acceptor Substances 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000012491 analyte Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229940111121 antirheumatic drugs Quinolines Drugs 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 125000005605 benzo group Chemical group 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000723 chemosensory Effects 0.000 description 1
- 238000004440 column chromatography Methods 0.000 description 1
- HEDRZPFGACZZDS-MICDWDOJSA-N deuterated chloroform Substances [2H]C(Cl)(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-MICDWDOJSA-N 0.000 description 1
- 238000002330 electrospray ionisation mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 1
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 238000003818 flash chromatography Methods 0.000 description 1
- 239000003269 fluorescent indicator Substances 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001072 heteroaryl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005842 heteroatoms Chemical group 0.000 description 1
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L na2so4 Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001443 photoexcitation Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- HYISVWRHTUCNCS-UHFFFAOYSA-N pyrene-1-carboxylic acid Chemical compound C1=C2C(C(=O)O)=CC=C(C=C3)C2=C2C3=CC=CC2=C1 HYISVWRHTUCNCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 description 1
- 230000001953 sensory Effects 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- GRYBZNLNHVSHPY-UHFFFAOYSA-N sodium;4-hydroxy-5-[(6-oxocyclohexa-2,4-dien-1-ylidene)methylamino]naphthalene-2,7-disulfonic acid Chemical class [Na+].C=12C(O)=CC(S(O)(=O)=O)=CC2=CC(S(O)(=O)=O)=CC=1NC=C1C=CC=CC1=O GRYBZNLNHVSHPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing Effects 0.000 description 1
- UWHCKJMYHZGTIT-UHFFFAOYSA-N tetraethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCOCCO UWHCKJMYHZGTIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к области люминесцентных соединений с поли(гетеро)ароматическим ядром, а именно к 6-метоксибензо[de]нафто[1,8-gh]хинолину. Данное соединение проявляет себя как оптический сенсор для обнаружения нитровзрывчатых веществ (нитро-ВВ) и может быть использовано в системах безопасности в дополнение к служебным собакам для предотвращения террористических актов в качестве средства обнаружения ВВ в составе сенсорного материала флуоресцентных детекторов ВВ, а также в армии и на флоте. 4 ил., 2 табл.
Description
1. Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области люминесцентных соединений с поли(гетеро)ароматическим ядром - бензо[de]нафто[1,8-gh]хинолинов. Изобретение проявляет себя как химический сенсор, реагируя в растворе на присутствие нитросодержащих взрывчатых веществ (нитро-ВВ) тушением эмиссии при ее фотовозбуждении. Изобретение может быть использовано в системах безопасности в дополнение к служебным собакам для предотвращения террористических актов, в качестве средства обнаружения ВВ в составе сенсорного материала флуоресцентных детекторов ВВ, а также в армии и на флоте.
2. Уровень техники
Использование флуорофоров в качестве сенсоров для обнаружения взрывчатых веществ является одним из наиболее типичных и в то же время перспективных способов их применения. Флуоресцентный метод обнаружения нитро-ВВ основан на явлении изменения квантового выхода флуоресценции (или фосфоресценции) или времени жизни возбужденного состояния флуорофора (донора) за счет электронного переноса или переноса энергии (полного или частичного) при контакте с нитро-ВВ (акцепторами). На сегодняшний день в литературе описано большое количество органических хемосенсоров для обнаружения различных типов взрывчатых веществ и поли(гетеро)ароматические соединения в этой связи представляют особый интерес.
В литературе представлено достаточно много примеров хемосенсоров, являющимися представителями данной группы соединений. Так, в работе [Kachwal et all New J. Chem., 2018, 42, 1133] синтезирован и описан флуорофор на основе пирена – 2-(пирен-1-ил)пиридина. Полученное соединение охарактеризовано как высокоселективный, чувствительный и многофункциональный «turn-off» сенсор, который демонстрирует флуоресцентный отклик на пикриновую кислоту (PA), H+ и Al3+ с наблюдаемой чувствительностью (LOD): 56 нМ (12,82 ppb) для PA; 2,4 нМ (0,27 ppb) для трифторуксусной кислоты и 2,3 нМ (0,86 ppb для Al3+).
Кроме того, в работе [Sadieva et all Russ. Chem. Bull., Int. Ed., Vol. 70, No. 6, 1174-9] впервые охарактеризованы моноэфиры три- и тетрагликоля и 1-пиренкарбоновой кислоты как сенсоры на нитро-ВВ в водной среде. Наивысшее значения константы тушения флуоресценции Штерна — Фольмера (Ksv) составило 1,13•104 M-1 для 2,4,6-тринитротолуола (TNT).
Автором [Doganci et all Polym. Int. 2021; 70: 202–211] описан новый полилактидный полимер, содержащий боковые 5-(пирено-1-ил)-1H-1,2,3-триазоловые заместители (PLA), который применяется в качестве химического сенсора для определения нитроароматических соединений (1,2-динитробензол, 2,4-динитротолуол, 2,4,6-тринитрофенол, PA, 4-нитрофенол (4-NP), 2,4-динитрофенол (2,4-DNP), TNT, 4-нитротолуол) и ионов тяжелых металлов (Zn2+, Hg2+, Mn2+, Pb2+, Cd2+, Co2+). Среди всех аналитов наибольшая эффективность тушения была достигнута в присутствии PA (94,03%), 4-NP (91,11%) и 2,4-DNP (89,08%). При этом Ksv тушения PLA раствором пикриновой кислоты составила 2367 M-1, что является весьма низким значением для данного нитро-ВВ.
В качестве примеров с более совпадающими признаками стоит отметить применение производных перилена. Например, авторами [Hussain et all Talanta 207 (2020) 120316] для флуоресцентного обнаружения PA разработан метод, основанный на тушении эмиссии мономеров и эксимеров бензо[ghi]перилена и коронена. Диапазон обнаружения составляет 0,1–120 мкМ (22,9–27,5 ppm). Для быстрого, портативного и селективного обнаружения нитро-ВВ были получены образцы флуоресцентной индикаторной бумаги на основе данных сенсоров, которая позволяет обнаруживать и количественно определять нитро-ВВ до 0,1 мкМ. Авторы утверждают, что благодаря высокой селективности сенсоров в процессе измерения отсутствуют часто встречающиеся помехи, такие как летучие органические соединения (ЛОС), кислоты, основания, кислород и солевые растворы.
Также в публикации [Geng et all Analytica Chimica Acta 1011 (2018) 77-85] сообщается о синтезе сопряженный микропористый полимер на основе бисимида перилентетраангидрида (DP2A2). Авторами обнаружено, что DP2A2 демонстрирует высокую чувствительность и селективность обнаружения о-нитрофенола (о-NP) в ТГФ с константой Ksv = 2,00 • 104 M-1 и пределом обнаружения (LOD) от 1,50 • 10-9 М.
Среди описанных в литературе поли(гетеро)ароматических флуорофоров наиболее совпадающие признаки имеют незамещённый бензо[de]нафто[1,8-gh]хинолин, а также его 6-циано- и 6-оксизамещённые аналоги, синтезированные Grico и соавторами [Grico et all J. Org. Chem. 2010, 75, 1297–1300]. Данные соединения обладают перспективными флуоресцентными характеристиками: так, максимумы эмиссии расположены в зелёной области диапазоном 456 – 561 нм, а квантовые выходы достигают 90 %. Однако, более подробного изучения фотофизических и хемосенсорных свойств данных флуорофоров описано не было, поэтому нами предложен новый гетероароматический сенсор на нитро-ВВ - 6-метоксибензо[de]нафто[1,8-gh]хинолин.
3. Сущность изобретения
Сущность изобретения составляет растворимый в органических растворителях 6-метоксибензо[de]нафто[1,8-gh]хинолин, который способен уменьшать интенсивность эмиссии, вызванную фотовозбуждением, при контакте с нитро-ВВ, что делает его “turn-off” хемосенсором на присутствие нитро-взрывчатых веществ.
Представляемое изобретение демонстрирует хорошие результаты при обнаружении нитро-ВВ в растворах, а также пригодно для качественной оценки присутствия нитро-ВВ с пределом обнаружения 22.4, 12.5 и 1.4 ppm для 1,3,5-тринитро-1,3,5-триазациклогексана (RDX), 2,4-динитротолуола (DNT) и пикриновой кислоты (PA) соответственно.
4. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
4.1. Описание способа получения сенсора 6-метоксибензо[
de
]нафто[1,8-
gh
]хинолина
В круглодонной колбе, оснащённой магнитной мешалкой, обратным холодильником и линией подачи инертного газа растворили 300 мг 6,7-диметоки-1-(нафтален-1-ил)-3,4-изохинолина 2 [Tóth J, et all 1,7-Electrocyclization reactions of stabilized α,β:γ,δ-unsaturated azomethine ylides. Tetrahedron. 2006, 62, 5725–35] (1,05 ммоль) в сухом толуоле (25 мл); затем добавляли 421 мг калия (10,5 ммоль). Колбу вакуумировали, заполнили инертным газом и перемешивали находящийся в ней раствор при 95 °C при в течение 6 часов, а затем охладили до комнатной температуры. В получившийся раствор чёрного цвета добавили 25 мл изопропилового спирта (ИПС) для гашения непрореагировавшего остатка калия, после чего отфильтровали получившийся раствор с помощью флэш-хроматографии на силикагеле и упарили при пониженном давлении. Полученный остаток промыли в делительной воронке с этилацетатом (3•20 мл), органический слой высушили безводным сульфатом натрия и упарили при пониженном давлении. Остаток очистили колоночной хроматографией на силикагеле, смесью гексан:ИПС 20:1, (Rf = 0.9). Элюент отогнали при пониженном давлении, остаток растворили в 20 мл смеси дихлорметан:гексан 1:1, выдержали в течение 4 ч при при -18 °C, отфильтровали полученный осадок под вакуумом, а фильтрат упарили при пониженным давлением. Остаток высушили в вакуум-камере при 100 °С в течение 4 ч.
Соединение представляет собой кристаллическое вещество жёлто-зелёного цвета, растворимое в хлороформе, 1,2-дихлорэтане и толуоле, нерастворимое в воде.
4.2. Флуориметрическое титрование сенсора 1 1,3,5-тринитро-1,3,5-триазациклогексаном (RDX), 2,4-динитротолуолом (DNT) и пикриновой кислотой (PA) в среде ацетонитрила
Была исследована возможность использования 6-метоксибензо[de]нафто[1,8-gh]хинолина 1 для фотохимического обнаружения компонентов нитро-ВВ. Фотофизические характеристики заявленного в патенте соединения и перилена указаны в Таблице 1. Нормализованные спектры абсорбции/эмиссии соединения 1 изображены на Фигуре 1.
Таблица 1. Фотофизические характеристики соединения 1
| Соединение | Максимумы абсорбции, λ max , нм | Максимумы эмиссия, λ max , нм | Абсолютный квантовый выход Φ |
| Перилен | 387, 407, 434 | 437, 466, 498 | 0.72 |
| 1 | 226, 417, 441 | 457,482 | 0.54 |
Изучение взаимодействия соединения 1 с нитроароматическими соединениями проводили в растворе сухого ацетонитрила с концентрацией сенсора 5•10-5 М. Флуоресцентное титрование проводили, используя растворы нитроароматических соединений в сухом ацетонитриле с концентрациями: 1,3,5-тринитро-1,3,5-триазациклогексаном (RDX), 2,4-динитротолуол (DNT), 5·10-3 М; пикриновая кислота (PA), 5·10-4 М. Критерием для оценки эффективности заявленного соединения являлось значение константы Штерна-Фольмера - константы тушения, она же константа ассоциации полученного комплекса соединения 1 и нитроароматических соединений, которая выражается уравнением
I0/I=1+Ksv*[Q],
где I0, I – интенсивность флуоресценции до и после добавления нитроароматического соединения (quencher); Q – концентрация нитроароматического соединения, моль/л; Ksv – значение константы, (моль/л)-1.
Показано, что флуоресцентное титрование раствора соединения 1 растворами нитроароматических соединений приводит к интенсивному тушению интенсивности флуоресценции 1. Тушение флуоресценции 1 при добавлении аликвот (10 мкл) растворов нитро-ВВ развивается по линейному закону (на Фигурах 2, 3, 4 приведены графики зависимостей тушения флуоресценции от концентраций нитро-ВВ: RDX, DNT, PA соответственно.). По результатам флуоресцентного титрования были определены константы Штерна-Фольмера (тушения), указанные в таблице 2. Полученные данные соответствуют значениям констант, описанных в литературе для большинства гетероциклических химических сенсоров.
Таблица 2. Значения констант тушения флуоресценции соединения 1
| Тушитель | K SV соединения 1, M -1 | K SV перилена, M -1 |
| RDX | 853 | ~ 0 |
| DNT | 1773 | 297 |
| PA | 21587 | 4386 |
4.3. Подтверждение сенсорных свойств сенсора 1 и порога обнаружения 1,3,5-тринитро-1,3,5-триазациклогексана (RDX), 2,4-динитротолуола (DNT) и пикриновой кислоты (PA) путем флуориметрического титрования сенсора 1 в среде ацетонитрила
Предел обнаружения сенсора 1 был вычислен на основании данных флуоресцентного титрования (см. п. 4.2) по описанной методике [A. Shrivastava, V. Gupta, Methods for the determination of limit of detection and limit of quantitation of the analytical methods, Chronicles Young Sci. 2 (2011) 21. https://doi.org/10.4103/2229-5186.79345], согласно которой были построены графические зависимости между интенсивностью флуоресценции и концентрации нитроаналита для получения линейного уравнения регрессии. Далее предел обнаружения рассчитывался по формуле:
где LOD – предел обнаружения нитро-ВВ, М; σ - стандартное отклонение интенсивности флуорофора в отсутствие аналита, полученное с помощью функции «СТОШYX» в MS Excel; k – коэффициент уравнения кривой регрессии.
Расчёт значений LOD при титровании анализируемого сенсора нитро-ВВ:
LOD (RDX)=3•1305.9/49482200=7.92•10-5 M=17.58 мг/л=22.4 ppm
LOD (DNT)=3•2223.79/123633000=5.39•10-5 M=12.54 мг/л=12.5 ppm
LOD (PA)=3•5350.95/3290560000=4.88•10-6 M=14.27 мг/л=1.4 ppm
Полученные результаты свидетельствуют о том, флуорофоры ряда бензо[de]нафто[1,8-gh]хинолинов являются перспективными сенсорами для визуального обнаружения нитроароматических соединений. Следует указать на низкий порог обнаружения пикриновой кислоты (PA) данным сенсором. Также у представляемого изобретения имеется отклик на трудно обнаруживаемый RDX, в то время как у перилена отклик на RDX отсутствует.
Claims (2)
- 6-Метоксибензо[de]нафто[1,8-gh]хинолин – мономолекулярный оптический сенсор для обнаружения нитровзрывчатых веществ.
-
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2781404C1 true RU2781404C1 (ru) | 2022-10-11 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2812671C1 (ru) * | 2022-12-08 | 2024-01-31 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | (этан-1,2-диилбис(окси))бис(этан-2,1-диил)бис(пирен-1-карбоксилат) - мономолекулярный оптический сенсор для обнаружения нитроароматических взрывчатых веществ |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20200098999A1 (en) * | 2018-09-24 | 2020-03-26 | Universal Display Corporation | Organic electroluminescent materials and devices |
| RU2756790C1 (ru) * | 2020-11-13 | 2021-10-05 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | ХИМИЧЕСКИЙ СЕНСОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НИТРОАРОМАТИЧЕСКИХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ (ВВ) - 10-(4,5-ДИ-p-ТОЛИЛ-1H-1,2,3-ТРИАЗОЛ-1-ИЛ)-2,3-ДИМЕТОКСИ-ПИРИДО[1,2-a]ИНДОЛ |
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20200098999A1 (en) * | 2018-09-24 | 2020-03-26 | Universal Display Corporation | Organic electroluminescent materials and devices |
| RU2756790C1 (ru) * | 2020-11-13 | 2021-10-05 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | ХИМИЧЕСКИЙ СЕНСОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НИТРОАРОМАТИЧЕСКИХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ (ВВ) - 10-(4,5-ДИ-p-ТОЛИЛ-1H-1,2,3-ТРИАЗОЛ-1-ИЛ)-2,3-ДИМЕТОКСИ-ПИРИДО[1,2-a]ИНДОЛ |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Daniel T. Gryko et al. Strongly Emitting Fluorophores Based on 1-Azaperylene Scaffold. J. Org. Chem. 2010, 75, 1297-1300. G.V. Zyryanov et al. Chemosensors for detection of nitroaromatic compounds (explosives). Russian Chemical Reviews, 2014, 83(9), 783-819. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2812671C1 (ru) * | 2022-12-08 | 2024-01-31 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | (этан-1,2-диилбис(окси))бис(этан-2,1-диил)бис(пирен-1-карбоксилат) - мономолекулярный оптический сенсор для обнаружения нитроароматических взрывчатых веществ |
| RU2816695C1 (ru) * | 2022-12-08 | 2024-04-03 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | ((оксибис(этан-2,1-диил))бис(окси))бис(этан-2,1-диил)бис(пирен-1-карбоксилат) - мономолекулярный оптический сенсор для обнаружения нитроалифатических взрывчатых веществ |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sivaraman et al. | Rhodamine based selective turn-on sensing of picric acid | |
| Prusti et al. | An electron-rich small AIEgen as a solid platform for the selective and ultrasensitive on-site visual detection of TNT in the solid, solution and vapor states | |
| US7964721B2 (en) | Ratiometric fluorescent chemosensor for selective detection of Hg (II) ions | |
| US8377713B2 (en) | Detection of explosives through luminescence | |
| Luo et al. | A fluorescent chemosensor based on nonplanar donor-acceptor structure for highly sensitive and selective detection of picric acid in water | |
| Zhang et al. | A solvatochromic cyanostilbene derivative as an intensity and wavelength-based fluorescent sensor for water in organic solvents | |
| Malval et al. | A highly selective fluorescent molecular sensor for potassium based on a calix [4] bisazacrown bearing boron-dipyrromethene fluorophores | |
| Sathiyan et al. | A multibranched carbazole linked triazine based fluorescent molecule for the selective detection of picric acid | |
| Rafique et al. | AIEE active stilbene based fluorescent sensor with red-shifted emission for vapor phase detection of nitrobenzene and moisture sensing | |
| Zheng et al. | Colorimetric fluorescent cyanide chemodosimeter based on triphenylimidazole derivative | |
| Aderinto et al. | Fluorescent and colourimetric 1, 8-naphthalimide-appended chemosensors for the tracking of metal ions: Selected examples from the year 2010 to 2017 | |
| Meng et al. | A coumarin-based portable fluorescent probe for rapid turn-on detection of amine vapors | |
| Xie et al. | A novel ratiometric fluorescent mercury probe based on deprotonation-ICT mechanism | |
| Boonkitpatarakul et al. | Fluorescent phenylethynylene calix [4] arenes for sensing TNT in aqueous media and vapor phase | |
| KR102179944B1 (ko) | 티오페놀 검출용 전기화학발광 프로브 | |
| Harathi et al. | Benzimidazolium ionic liquid tagged phenazine salophen as a bifunctional ‘off–on’PET based fluorescent sensor for aqueous phase detection of trinitrotoluene and picric acid | |
| US8809063B2 (en) | Fluorescent carbazole oligomers nanofibril materials for vapor sensing | |
| RU2781404C1 (ru) | 6-метоксибензо[de]нафто[1,8-gh]хинолин - химический сенсор для определения нитросодержащих взрывчатых веществ | |
| CN108299293A (zh) | 氰化物/氰化氢的比色-荧光探针化合物及其制备方法 | |
| KR20110120679A (ko) | 수은 선택적 형광감응성 화합물 및 이를 포함하는 수은 선택적 형광감응성 화학센서 | |
| RU2790579C1 (ru) | 12-метоксинафто[1,8-ef]перимидин - химический сенсор для определения нитросодержащих взрывчатых веществ | |
| Saini et al. | A pyrazinium-based fluorescent chemosensor for the selective detection of 2, 4, 6-trinitrophenol in an aqueous medium | |
| Hu et al. | Construction of a luminescent sensor based on a lanthanide complex for the highly efficient detection of methyl parathion | |
| CN109082271B (zh) | 一种基于苯并吡喃腈衍生物的荧光探针及其制备方法和应用 | |
| KR101879726B1 (ko) | 신규한 쿠마린 유도체, 이를 포함하는 시안 이온 검출용 조성물 및 이를 이용한 시안 이온 검출 방법 |