Fluorescent Chemosensors for Mercury(II), Copper(II) and Fluoride Ion

Abstract

1장에서는 boronic acid기를 도입한 새로운 형광유도체인 1과 2를 각각 halides와 금속이온에 대해 형광 실험을 하였다. 센서 1은 F-에 대해 선택성을 보였고, F-와 boronic acid의 상호작용이 PET를 방해하여 형광이 증진되는 OFF-ON 타입의 형광변화를 보였다. X-ray 결정구조를 통해 화합물의 boronic acid와 phenolate 사이에서 독특한 boronate가 형성되는 것이 확인되었고 B와 N 사이의 상호작용도 관찰되었다. 센서 2는 pH 7.4에서 Cu^(2+)을 효과적으로 인식하는 것으로 나타났으며, 이는 boronic acid 유도체가 실시간으로 금속이온을 확인하는 형광센서로서 처음 보고되는 예이다. 2장에서는 Selenium을 포함하는 anthracene 유도체(3, 4)와 sulfur 를 포함하는 anthracene 유도체(1, 2)를 합성하였고 금속 이온에 대한 형광 변화를 보았다. 두 개의 sulfur와 추가적인 π-양이온 상호작용으로 총 세 개의 결합 위치를 갖는 화합물 1은 Cu^(2+)에 대해서만 매우 선택성 있는 CHEQ (chelation enhanced fluorescence quenching) 효과를 보였고, 반면 1,8-이성질체인 화합물 2는 Cu6^(2+)를 첨가했을 때 독특한 red-shift와 형광 증가가 나타났다. 화합물 3과 4는 금속이온에 대해 Hg^(2+)에만 선택성 있는 CHEF (chelation enhanced fluorescence) 효과를 보였다.;Chapter I : New fluorescein derivatives 1 and 2 bearing boronic acid group were investigated as fluorescent chemosensors. Sensor 1 displayed a selective fluorescent enhancement with fluoride ion among the halide ions. An OFF-ON type fluorescence enhancement was observed by the blocking of PET mechanism, which was induced by the interaction between fluoride and boronic acid moiety. Fluorescein-bis boronic acid derivative 2 can effectively recognize Cu^(2+) at pH 7.4. As far as being aware of, this is the first example of utilizing boronic acid derivative as a real-time fluorescent chemosensor for metal ion. Chapter II : Two new selenium containing anthracene derivatives and two new sulfur containing anthracene derivatives were synthesized as fluorescent chemosensors for Hg^(2+) and Cu^(2+). Compound 1 displayed a highly selective CHEQ (chelation enhanced fluorescence quenching) effect only with Cu^(2+), on the other hand, compound 3 and 4 displayed highly selective CHEF (chelation enhanced fluorescence) effects only with Hg^(2+)among the metal ions examined.