Применение 4-(5-r-тиофен-2-ил)пиримидина в качестве мономолекулярного оптического сенсора для обнаружения нитроароматических соединений

Изобретение относится к применению 4-(5-R-тиофен-2-ил)пиримидина общей формулы (I)

для удаленного обнаружения присутствия нитроароматических соединений на поверхностях, в растворах неполярных растворителей, воды и в воздухе. 8 ил., 2 табл.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области органических материалов и касается 4-монозамещенных пиримидинов, обладающих сенсорными свойствами и предназначенных для 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 создания сенсоров на нитроароматические соединения, которые могут найти применение в силовых структурах (армия, полиция, охранные предприятия и т.п.), таможенных службах, научно-исследовательских лабораториях, а также в быту и сельском хозяйстве.

Уровень техники:

Способ получения соединения общей формулы (I)

а также его спектральные и физико-химические характеристики описаны в литературе [E.V. Verbitskiy, Е.М. Cheprakova, J.O. Subbotina, A.V. Schepochkin, P.A. Slepukhin, G.L. Rusinov, V.N. Charushin, O.N. Chupakhin, N.I. Makarova, A.V. Metelitsa, V.I. Minkin. Synthesis, spectral and electrochemical properties of pyrimidine-containing dyes as photosensitizers for dye-sensitized solar cells. // Dyes and Pigments, 2014, Vol. 100, Issue 1, P. 201-214]. Способ основан на последовательном использовании реакций нуклеофильного ароматического замещения водорода (SNН-реакции) и промотируемой микроволновым излучением реакции кросс-сочетания по Сузуки.

В литературе имеются данные об использовании соединений 1 и 2

в качестве красителей - сенсибилизаторов для цветосенсибилизированных солнечных батарей [E.V. Verbitskiy, Е.М. Cheprakova, J.O. Subbotina, A.V. Schepochkin, P.A. Slepukhin, G.L. Rusinov, V.N. Charushin, O.N. Chupakhin, N.I. Makarova, A.V. Metelitsa, V.I. Minkin. Synthesis, spectral and electrochemical properties of pyrimidine-containing dyes as photosensitizers for dye-sensitized solar cells. // Dyes and Pigments, 2014, Vol. 100, Issue 1, P. 201-214; E.V. Verbitskiy, A.V. Schepochkin, N.I. Makarova, I.V. Dorogan, A.V. Metelitsa, V.I. Minkin, S.A. Kozyukhin, V.V. Emets, V.A. Grindberg, O.N. Chupakhin, G.L. Rusinov, V.N. Charushin. Synthesis, Photophysical and Redox Properties of the D-π-A Type Pyrimidine Dyes Bearing the 9-Phenyl-9H-Carbazole Moiety. // Journal of Fluorescence, 2015, Vol. 25, Issue 3, P. 763-775].

Сведения о других свойствах и областях применения 4-(5-R-тиофен-2-ил)пиримидина общей формулы (I) в научно-технической и патентной литературе отсутствуют.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Визуальное обнаружение нитроароматических соединений с использованием заявляемых соединений (1 и 2).

Для визуального обнаружения нитроароматических соединений с использованием 4-(5-R-тиофен-2-ил)пиримидина общей формулы (I) проведено изучение взаимодействия соединений 1 и 2 с нитроароматическими соединениями (Таблица 1), которое проводят в растворе сухого ацетонитрила в концентрациях сенсора 1×10-5 М.

В качестве соединения сравнения используют 5,5''-бис(1-пиренил)-2,2';5',2''-тертиофен формулы (II)

который имеет оптические характеристики (максимум возбуждения флуоресценции - Ех и максимум испускания флуоресценции - Em), близкие к соединениям 1 и 2 (Таблица 2) и для которого описано применение в качестве мономолекулярного оптического сенсора для обнаружения присутствия нитроароматических соединений [Т. Liu, K. Zhao, K. Liu, L. Ding, S. Yin, Y. Fang, Synthesis, optical properties and explosive sensing performances of a series of novel π-conjugated aromatic end-capped oligothiophenes. // J. Hazard. Mater. 2013, Vol. 246-247, P. 52-60].

Флуоресцентное титрование проводят, используя растворы нитроароматических соединений, перечисленные в Таблице 1 в концентрациях от 1×10-5 М до 1×10-3 М.

Для оценки эффективности предлагаемых соединений 1 и 2 определяют значения констант Штерна-Фольмера (Stern-Volmer) - Ksv и пределов обнаружения нитроароматического соединения (detection limit) - DT.

Константа Штерна-Фольмера - константа тушения, она же константа ассоциации полученного комплекса предлагаемого соединения с нитроароматическим соединением, выражается уравнением:

I0/I=1+Ksv[Q],

где I0 и I - интенсивность флуоресценции до и после добавления нитроароматического соединения (quencher);

Q - концентрация нитроароматического соединения, моль/л;

Ksv - значение константы, л/моль.

Предел обнаружения нитроароматического соединения в растворе ацетонитрила определяют и рассчитывают в соответствии со следующими формулами:

где Sb - стандартное отклонение путем измерения интенсивности растворов соединений 1 или 2 или соединения сравнения, в отсутствие нитроароматического соединения, более 10 раз;

xi - интенсивность флуоресценции (в каждом случае) для растворов соединений 1 или 2 или соединения сравнения, в отсутствие нитроароматического соединения;

- средняя интенсивность флуоресценции растворов соединений 1 или 2 или соединения сравнения, в отсутствие нитроароматического соединения;

S - величина, характеризующая изменение интенсивности флуоресценции для растворов соединений 1 или 2 или соединения сравнения, в отсутствие нитроароматического соединения и в присутствии раствора нитроароматического соединения с максимальной концентрацией.

ΔI - разность интенсивности флуоресценции для растворов соединений 1 или 2 или соединения сравнения в отсутствии нитроароматического соединения и в присутствии раствора нитроароматического соединения с максимальной концентрацией.

Δс - разность концентраций растворов соединений 1 или 2 или соединения сравнения в отсутствие нитроароматического соединения и в присутствии раствора нитроароматического соединения с максимальной концентрацией.

Предлагаемые соединения 1 и 2 превосходят соединение сравнения как по значению предела обнаружения, так и по величине константы Штерна-Фольмера (Таблица 2, Фигуры 1-8).

Фигура 1. График зависимости эффективности тушения флуоресценции для растворов соединений 1, 2 и соединения сравнения от концентрации добавляемого DNT.

Фигура 2. График зависимости эффективности тушения флуоресценции для растворов соединений 1, 2 и соединения сравнения от концентрации добавляемого DNAN.

Фигура 3. График зависимости эффективности тушения флуоресценции для растворов соединений 1, 2 и соединения сравнения от концентрации добавляемого TNT.

Фигура 4. График зависимости эффективности тушения флуоресценции для растворов соединений 1, 2 и соединения сравнения от концентрации добавляемого РА.

Фигура 5. График зависимости эффективности тушения флуоресценции для растворов соединений 1, 2 и соединения сравнения от концентрации добавляемого SA.

Фигура 6. График зависимости эффективности тушения флуоресценции для растворов соединений 1, 2 и соединения сравнения от концентрации добавляемого ТАТВ.

Фигура 7. График зависимости эффективности тушения флуоресценции для растворов соединений 1, 2 и соединения сравнения от концентрации добавляемого TETNB.

Фигура 8. График зависимости эффективности тушения флуоресценции для растворов соединений 1, 2 и соединения сравнения от концентрации добавляемого NB.

Так, предел обнаружения 2,4-динитротолуола (DNT) и 2,4-динитроанизола (DNAN) при использовании в качестве сенсора соединения 1 превышает соответствующий предел обнаружения для соединения сравнения в 15 и 25 раз соответственно. При использовании в качестве сенсора соединения 2 соответствующие пределы обнаружения превышают этот параметр для соединения сравнения в 12 и 60 раз соответственно. Величина константы Штерна-Фольмера для предлагаемых соединений 1 и 2 также превышает соответствующие значения констант Штерна-Фольмера для соединения сравнения в несколько раз.

Таким образом, полученные результаты для предлагаемого соединения общей формулы (I) показывают высокую чувствительность и селективность для визуального обнаружения широкого ряда нитроароматических соединений.

Применение 4-(5-R-тиофен-2-ил)пиримидина общей формулы (I)

где или

в качестве мономолекулярного оптического сенсора для обнаружения нитроароматических соединений.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электрохромному модулю, содержащему: первую подложку, вторую подложку, где первая и/или вторая подложки обладают электропроводностью или приобретают электропроводность благодаря соответственно первому электропроводящему покрытию или второму электропроводящему покрытию, покрытие на основе электрохромного полимера, нанесенное на первую подложку или первое проводящее покрытие, слой накопления ионов, размещенный на второй подложке или втором проводящем покрытии, и электрически последовательно соединенный электролит, размещенный между электрохромным покрытием и слоем накопления ионов.

Настоящее изобретение относится к сопряженным полимерам. Описан сопряженный полимер, содержащий полностью сопряженную полимерную последовательность по меньшей мере двух чередующихся триад, содержащих первое повторяющееся звено, представляющее собой одно или более звеньев алкилендиокситиофена, и второе повторяющееся звено, выбранное из одного или более ароматических звеньев, причем сопряженный полимер является желтым в нейтральном состоянии и демонстрирует максимум поглощения между 300 и 500 нм, а при окислении является пропускающим между 400-750 нм, при этом полимерная последовательность имеет структуру где А представляет собой ароматическое звено, х представляет собой 0 или 1, у представляет собой 0 или 1, n составляет от 2 до 200 000; X представляет собой S, a R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 и R8 независимо представляют собой Н, С2-С30 алкенилокси, где кислород находится в любом положении, и где А выбран из: или , где X представляет собой CR2, и R независимо представляет собой Н или C1-С30 алкил.

Изобретение относится к донорно-акцепторным (DA) полимерам с чередованием донорных D и акцепторных А звеньев, которые могут быть использованы в качестве электрохромного полимера.
Изобретение относится к прикладной электрохимии, а конкретно к электрохромному устройству с литиевым полимерным электролитом и способу изготовления электрохромного устройства.

Изобретение относится к полимерному электрохромному устройству, способному контролируемо изменять величину светопоглощения при приложении электрического напряжения.

Изобретение относится к донорно-акцепторному конъюгированному полимеру (DA-CP) и способу его получения. .

Изобретение относится к фотохромным полимерным регистрирующим средам на основе нового семейства термически необратимых диарилэтенов, а именно арил-замещенных циклопентеновых бензтиенил производных диарилэтенов, для использования в многослойных оптических дисках нового поколения с информационной емкостью более 1 Тбайт, обеспечивающих создание трехмерной (3D) оперативной оптической памяти.

Изобретение относится к области офтальмооптики, в частности к светочувствительной композиции для светофильтров защитно-профилактического назначения, обеспечивающих защиту глаз и профилактику офтальмологических заболеваний, связанных с повреждающим действием светового излучения в видимой области спектра.

Изобретение относится к промежуточному раствору для однослойного секционного электрохромного устройства. .

Изобретение относится к новым фотохромным регистрирующим средам для трехмерной оптической памяти с фоторефрактивным недеструктивным считыванием оптической информации для использования в многослойных оптических дисках нового поколения с информационной емкостью более 1 Тбайт, обеспечивающих создание трехмерной (3D) оперативной оптической памяти.

Изобретение относится к способу получения 2-замещенных 1-гидрокси-1H-индол-5,6-дикарбоновых кислот, где R=C6H5 или 4-CH3C6H4, или 4-ОСН3C6H4, или 2-тиенил, которые могут быть использованы в качестве прекурсоров для синтеза биологически активных веществ, лекарственных препаратов.

Изобретение относится к соединениям формулы (I), его N-оксиду или его соли: причемА означает остаток, выбранный из группы, состоящей из А1, А2, А13 и А14: и R1 означает водород или алкил с 1-4 атомами углерода, R2 означает хлор, R3 означает водород, R4 означает водород, R5 означает водород, галоген, ОН, NH2, CN, алкил с 1-3 атомами углерода, алкокси с 1-3 атомами углерода, алкиламино с 1-3 атомами углерода или циклопропил, R6 означает водород, галоген, ОН, NH2, CN, алкил с 1-3 атомами углерода, алкокси с 1-3 атомами углерода, циклопропил или винил, R7 означает водород, галоген, алкил с 1-3 атомами углерода, алкокси с 1-3 атомами углерода, алкилтио с 1-3 атомами углерода, циклопропил, алкиламино с 1-3 атомами углерода или фенил, R8 означает водород, алкил с 1-3 атомами углерода, фенил или алкилкарбонил с 1-3 атомами углерода, X означает N, СН, CCl, CF или CBr, n означает 0, 1 или 2, применяемым в качестве гербицидов.

Изобретение относится к способу получения соединения, представленного формулой (4): в котором R1 представляет собой атом водорода или защитную группу, или его соли, реакцией соединения, представленного формулой (2), в котором X1 представляет собой уходящую группу, с соединением, представленным формулой (3), в котором R1 определен выше, или его солью, при этом данный способ включает взаимодействие соединения, представленного формулой (2), с соединением, представленным формулой (3), или его солью, в присутствии (а) соединения палладия и третичного фосфина или (b) карбенового комплекса палладия, в инертном растворителе или в отсутствие растворителя; где третичный фосфин представляет собой по меньшей мере одно соединение, выбранное из группы, включающей три-третбутилфосфин, 2-(дитретбутилфосфино)-1,1′-дифенил, 2-(дитретбутилфосфино)-2′-метил-1,1′-дифенил, 2-(дитретбутилфосфино)-1,1′-динафтил, 2-дициклогексилфосфино-2′,6′-диметокси-1,1′-дифенил, 2-дициклогексилфосфино-2′,6′-диизопропокси-1,1′-дифенил, N-фенил-2-(дитретбутилфосфино)пиррол и 1-фенил-2-(дитретбутилфосфино)-1Н-инден.

Раскрываются производные соединения пиразола, которые охватываются формулой (I), в которой радикалы и группы определены в формуле изобретения и которые пригодны для лечения расстройств, опосредованных периферическим каннабиноидным рецептором 1.

Изобретение относится к области органической химии, а именно к новым производным хинолина общей формулы I или к их фармацевтически приемлемым солям, стереоизомерам или N-оксидам, где m = 0 и 1; R1 независимо выбран из группы, состоящей из хлора, фтора и брома; R2b и R2c независимо выбраны из группы, состоящей из водорода, галогена, C1-C3 алкила, фторированного C1-С3алкила, циано и N(CH3)2; X выбран из группы, состоящей из n выбран из группы, состоящей из 0 и 1; R3 независимо выбран из группы, состоящей из галогена, C1-С3 алкила, фторированного C1-С3 алкила, циано, C1-С3алкокси и NR4R4′, где R4 и R4′ независимо выбраны из группы, состоящей из C1-С3 алкила; и А выбран из группы, состоящей из .

Настоящее изобретение относится к новым ингибиторам S-нитрозоглутатионредуктазы (GSNOR) формулы I, , в которой X выбран из группы, включающей О и S; Y выбран из группы, включающей О и S; Z выбран из группы, включающей Z1, Z2, Z3 и Z4, где Z1 обозначает , Z2 обозначает , Z3 обозначает и Z4 обозначает при условии, что Z обозначает только Z4, когда по меньшей мере один из X или Y обозначает S; R1 выбран из группы, включающей водород, (С1-С6)алкил, (С1-С6)галогеналкил; R2 выбран из группы, включающей водород, галоген; R3 выбран из группы, включающей водород, галоген; R4 выбран из группы, включающей тетразол, оксадиазолон, тиадиазолон, метилсульфонилкарбамоил и N-гидроксикарбамоил; и R5 выбран из группы, включающей карбоксигруппу, тетразол, или его фармацевтически приемлемым солям, а также к фармацевтическим композициям, содержащим такие ингибиторы GSNOR, и их применению. 6 н.

Изобретение относится к пиразольному соединению, имеющему приведенную ниже формулу (1), где R1 представляет собой C1-C6 алкил, C1-C6 алкил, замещенный группой R17, C1-C6 галогеналкил, фенил, фенил, замещенный a количеством заместителей R11, или т.п., R2 представляет собой атом водорода, C1-C6 алкил, фенил или фенил, необязательно замещенный e количеством заместителей R21, или т.п., R3 представляет собой атом водорода или т.п., X представляет собой простую связь или -(CR6R7)n-, каждый из R4 и R5 независимо представляет собой C1-C6 алкил или т.п., R6 и R7 представляют собой атомы водорода или C1-C6 алкил, R8 представляет собой фенил, фенил, необязательно замещенный k количеством заместителей R81, или т.п., таутомеру такого соединения или его фармацевтически приемлемой соли.

Изобретение относится к соединениям Формулы I или его пестицидно приемлемым солям. Соединения Формулы I могут быть полезны для борьбы с паразитарными нематодами растений.

Изобретение относится к области органической химии, а именно к гетероциклическому соединению общей формулы (I) или к его фармацевтически приемлемой соли, где: R1 представляет собой C1-C6 алкилсульфонил или -CO-R5, где R5 представляет собой C1-C6 алкил или С3-С5 циклоалкил; R2 представляет собой фенил, который может содержать группу заместителя, выбранную из Группы заместителей С, или -NR6AR7A, где R6A представляет собой атом водорода и R7A представляет собой -(CH2)n-R10A (где n равно целому числу от 0 до 2 и R10A представляет собой моно- или трициклический С3-С10 циклоалкил, который может содержать группу заместителя, выбранную из Группы заместителей D, фенил, который может содержать группу заместителя, выбранную из Группы заместителей Е, алифатическую гетероциклическую группу, которая выбрана из пиперидинила, пиперазинила и азабициклооктанила и может быть замещена C1-C6 алкилом, ароматическую гетероциклическую группу, которая выбрана из пиридинила, пиримидинила и пиразолила и может содержать группу заместителя, выбранную из Группы заместителей I), или R6A и R7A образуют с соседним атомом азота алифатическую гетероциклическую группу, которая выбрана из пиперидинила и пиперазинила и может содержать группу заместителя, выбранную из Группы заместителей F; R3 представляет собой C6-C10 арил, который может содержать группу заместителя, выбранную из Группы заместителей G, или ароматическую гетероциклическую группу, которая выбрана из пиридинила, пиримидинила, тиофенила, изоксазолила, пирролила и пиразолила и может содержать группу заместителя, выбранную из Группы заместителей Н; R4 представляет собой атом водорода или галоген; R представляет собой атом водорода или галоген; и R101 представляет собой атом водорода; где вышеуказанные заместители С - I представляют собой один-три заместителя, значения которых указаны в формуле изобретения.

Изобретение относится к области органической химии, а именно к N-бензил-2-(3-бензил-2-тиофен-2-ил-1,3-оксазолидин-4-ил)ацетамиду формулы 1. Технический результат: получено новое гетероциклическое соединение, полезное в качестве активатора прорастания семян озимой пшеницы.
Наверх