Fluorescent Chemosensors for Copper(II) and Fluoride Ion

Abstract

1장에서는 Cu^(2+)와 Pb^(2+) 이온에 대해서 fluorescent chemosensor와 fluorescent chemodosimeter로 이용되는 BODIPY 유도체를 합성하였다. 센서 1은 여러 금속이온 중에서 Cu^(2+)와 Pb^(2+) 이온에 선택성을 보이고 큰 CHEF 효과를 나타내었다. 반면, fluorescent chemodosimeter인 센서 2는 acetyl group의 선택적인 가수분해 반응을 통해서 Cu^(2+) 이온을 효과적으로 인식하였다. 2장에서는 pH 7.4에서 nanomoral 범위의 Cu^(2+) 이온을 선택적으로 인식하는 fluorescein 유도체를 합성하였다. 이 형광 화학센서는 transferrin과 amyloid precursor protein에 의한 Cu^(2+) 이온 uptake를 관찰할 수 있었다. 3장에서는 pyrene group을 포함하는 binaphthyl 유도체를 합성하였고, 이것 또한 Cu^(2+) 이온에 대한 형광 화학센서로 연구되었다. Pyrene excimer emission의 형광 증가와 blue shift는 static pyrene excimer의 형성에 의해 관찰 될 수 있었다. 4장에서는 thiourea group을 포함하는 anthracene 유도체를 합성하고 그것의 결정 구조를 분석하였다. 이 형광 화학센서는 F- 이온에 대해서 ratiometric한 형광변화를 보였다.;Chapter I : New BODIPY derivatives (1 and 2) were synthesized as “off-on” fluorescent chemosensor and fluorescent chemodosimeter for Cu^(2+) and Pb^(2+). The compound 1 displayed selective and large CHEF (chelation enhanced fluorescence) effects with Pb^(2+) and Cu^(2+) among the metal ions examined. On the other hand, compound 2, a fluorescent chemodosimeter, effectively recognized Cu^(2+) via a selective hydrolysis of acetyl group. Chapter II : A new fluorescent chemosensor based on the fluorescein derivative effectively recognizes Cu^(2+) in nanomolar range at pH 7.4. The Cu^(2+) ion uptake by transferrin and amyloid precursor protein was monitored using the title fluorescent chemosensor. Chapter III : New binaphthyl derivatives bearing pyrene groups have been synthesized and studied as fluorescent chemosensors for Cu^(2+) ions. A unique blue shift along with fluorescent enhancement in pyrene excimer emission was observed, which were induced by the formation of a static pyrene excimer. Chapter IV : New anthracene derivatives bearing thiourea group have been synthesized and characterized including X-ray crystallography. These chemosensors display selective ratiometric changes in their fluorescence spectra upon the addition of fluoride ion.