フェロセンを付加したフェノールフタレインジインのマイクロ波支援型ニート合成：Hgイオンのための設計された合成足場

Microwave-Assisted Neat Synthesis of a Ferrocene Appended Phenolphthalein Diyne: A Designed Synthetic Scaffold for Hg Ion.

• Adwitiya Pal
• Krishna Mohan Das
• Bappaditya Goswami
• Arunabha Thakur

抄録

フェノールフタレインを蛍光体として、フェロセンを酸化還元部位として含むC-シンメトリーな内部共役1,3-ジアルキン系をマイクロ波を用いて合成した。化合物は、マイクロ波反応器を用いてCu触媒を用いたGlaser-Hayカップリングにより、初めてネート状態で合成された。その結果、化合物は多チャンネルを介してFe, Cu, Hgイオンに対して高い選択性を示すことがわかった。興味深いことに、Fe, Cuイオンは受容体に結合せずにフェロセン単位のフェロセニウムイオンへの酸化を促進するのに対し、Hgイオンは受容体と結合する(Δ=71mV)ことがわかった。この酸化及び結合現象を光学的及び電気化学的解析により調べた。さらに、我々が設計したプローブとHgイオンの結合部位をH, C NMR, IR滴定により確認したところ、共役ジアルキンユニットがHgイオンと良好なソフト相互作用を示すことがわかった。受容体とその金属錯体である[-2Hg]は、いずれも生理的pH範囲(pH=6-7)で安定であり、78℃まで熱的に安定であった。金属結合の実験結果は、量子化学計算(DFT)によってさらに支持されており、自由配位子とそのHg錯体の良好な幾何学的形状を探求している。

A C-symmetric internally conjugated 1,3-dialkyne system , containing phenolphthalein as a fluorophore and ferrocene as a redox moiety, has been synthesized via a microwave-assisted synthetic procedure. Compound was synthesized by Cu-catalyzed Glaser-Hay coupling using a microwave reactor in neat condition for the first time. Compound was found to be highly selective toward Fe, Cu, and Hg ions via multichannels. Interestingly, Fe and Cu ions simply promote the oxidation of ferrocene unit to ferrocenium ion without binding to the receptor, whereas Hg binds with the receptor (Δ = 71 mV). The oxidation and binding phenomena were investigated by optical and electrochemical analyses. Furthermore, the binding site of Hg ion with our designed probe was confirmed by H, C NMR and IR titrations, which indicated that conjugated dialkyne unit interacts with Hg ion by a favorable soft-soft interaction. Both receptor and its metal complex, [·2Hg], are stable in the physiological pH range (pH = 6-7) and thermally stable up to 78 °C. The experimental results of metal binding have been further supported by quantum chemical calculations (DFT), which explore the favorable geometry of the free ligand as well as its Hg complex.