Application of 8-hydroxyquinoline derivatives in fluorescent sensors for transition metal ions.

W reakcji 8-hydroksychinoliny z chlorkiem benzoilu uzyskano benzoesan 8-hydroksychinoliny (związek 3), którego strukturę potwierdzono analizą widma 1H NMR. Wykonane następnie pomiary absorpcyjne i emisyjne, dowiodły, iż rozpatrywany związek może być używany jako sensor fluorescencyjny jonów Hg2+. W kolejnym etapie pracy zaprojektowano nowy chemosensor - (E/Z)-związek 4 i następnie zsyntezowano go na drodze substytucji nukleofilowej 8-hydroksychinoliny oraz chloropochodnej pirolo[2,3-b]chinoksaliny ((E/Z)-związek 5). Dla uzyskanego produktu wykonano widmo protonowego rezonansu magnetycznego, które potwierdziło strukturę otrzymanego połączenia. Badania właściwości fluorescencyjnych dowiodły natomiast, że (E/Z)-związek 4 jest efektywnym sensorem typu turn-off dla jonów Hg2+ oraz Cu2+. Sprawdzono również właściwości kompleksujące i emisyjne (E/Z)-związku 5 w obecności jonów Zn2+. Wykonane miareczkowanie fluorymetryczne potwierdziło utworzenie związku koordynacyjnego, którego maksimum emisji znajduje się w zakresie światła widzialnego. W efekcie przeprowadzonej pracy, potwierdzono właściwości fluorescencyjne dwóch opisanych już w literaturze związków (benzoesan 8-hydroksychinoliny oraz (E/Z)-związek 5), a także uzyskano nowy potencjalny sensor identyfikujący jony rtęci(II) oraz miedzi(II) - (E/Z)-związek 4 .

8-Hydroxyquinoline benzoate (compound 3) was synthesized via a simple one-step reaction of 8-hydroxyquinoline with benzoyl chloride. Structure of the product was confirmed with the 1H NMR spectrum. Compound 3 exhibited a 7-fold fluorescence enhancement response to Hg2+ in ACN solution. In next step, a new, potential fluorescent sensor ((E/Z)-compound 4) was designed and obtained through reaction of 8-hydroxyquinoline and chloro derivative of pyrrolo[2,3-b]quinoxaline ((E/Z)-compound 5). (E/Z)-Compound 4 gave intense fluorescence in visible light, quenched by Hg2+ and Cu2+ ions. Thus (E/Z)-compound 4 can be potentially used as a selective turn-off fluorescent sensor. Emission properties of (E/Z)-compound 5 were also intensively investigated. In the presence of Zn2+ ions an strong enhancement of (E/Z)-compound 5 fluorescence was observed. In summary, fluorescent properties of two, described in literature, turn-on chemosensors (compound 3 and (E/Z)-compound 5) were confirmed and a new, potential turn-off fluorescent sensor for Cu2+ and Hg2+ ions was developed.