4-甲基-4’-丁酸-2,2’-联吡啶的制备与表征开题报告

1. 研究目的与意义

电致化学发光(ecl，又称电化学发光)已被公认为生命科学和分析化学中一种灵敏、选择性的检测工具，用于分析广泛的化合物，如草酸盐、烷基胺、氨基酸、nadh、有机酸和药物化合物^[2]。它还被开发成一种新的免疫分析技术(电化学发光免疫测定)，这项技术是电化学发光和免疫测定相结合的产物。其标记物的发光原理与一般化学发光(cl)不同，是一种在电极表面由电化学引发的特异性化学发光反应，实际上包括了电化学和化学发光两个过程，采用ecl活性物种作为生物分子上的标签，比经典的荧光或同位素标记更具有优势。ecl与cl的差异在于ecl是电启动发光反应，而cl是通过化合物混合启动发光反应。用化学发光剂三联吡啶钌标记抗体，通过抗原抗体反应和磁颗粒分离技术，根据三联吡啶钌在电极上发出的光强度的大小对待测的抗原或抗体进行定量或定性。

电化学发光分析是继放射分析、酶联分析、荧光分析和化学发光分析之后的新一代标记免疫分析和核酸测定技术。近年来，许多发光多核过度金属配合物被合成，而其中重要的标记物分子三联吡啶钌类衍生物有分子结构简单、发光稳定等优点，广泛用于分子电子学、医疗卫生、信息储存等各个领域。

钌是一种硬而脆呈浅灰色的多价稀有金属元素，元素符号是ru，是铂族金属中的一员，属于过度金属，在地壳中含量仅为十亿分之一，是最稀有的金属之一，钌的用途主要由钌的物理化学性质决定，钌是硬质的白色金属，密度12.30g/cm³。熔点2310℃，沸点390 0℃。化合价2、3、4和8。第一电离能7.37电子伏特。化学性质很稳定。在温度达100℃时，对各种酸包括王水在内均有抗御力，对氢氟酸和磷酸也有抗御力。 钌在室温时，氯水、溴水和醇中的碘能轻微地腐蚀钌。对很多熔融金属包括铅、锂、钾、钠、铜、银和金有抗御力。与熔融的碱性氢氧化物、碳酸盐和氰化物起作用。

钌作为过渡金属的一员，由于其具有未充满的价层d轨道，基于十八电子规则，性质与其他元素有明显差别。由于这一区很多元素的电子构型中都有不少单电子（锰这一族尤为突出，d5构型），较容易失去，所以这些金属都有可变价态，有的（如铁）还有多种稳定存在的金属离子。过渡金属最高可以显 7（锰）、 8（锇）氧化态，前者由于单电子的存在，后者由于能级太高，价电子结合的较为松散。高氧化态存在于金属的酸根或酰基中。对于第一过渡系，高氧化态经常是强氧化剂，并且它们都能形成有还原性的二价金属离子。对于二、三过渡系，由于原子半径大、价电子能量高的原因，低氧化态很难形成，其高氧化态也没有氧化性。同一族的二、三过渡系元素具有相仿的原子半径和相同的性质，这是由于镧系收缩造成的。由于空的d轨道的存在，过渡金属很容易形成配合物。金属元素采用杂化轨道接受电子以达到16或18电子的稳定状态。当配合物需要价层d轨道参与杂化时，d轨道上的电子就会发生重排，有些元素重排后可以使电子完全成对，这类物质称为反磁性物质。相反，当价层d轨道不需要重排，或重排后还有单电子时，生成的配合物就是顺磁性的。反磁性的物质没有颜色，而顺磁性的物质有颜色，其颜色因物质而异，甚至两种异构体的颜色都是不同的。一些金属离子的颜色也是有单电子的缘故。

2. 研究内容和预期目标

(1)制备4-甲基-4’-丁酸-2,2’-联吡啶(2)掌握有机合成与纯化的常规操作，比如低温反应、柱层析、重结晶、萃取等(3)分子结构表征，包括核磁，红外等，并进行分析

3. 研究的方法与步骤

1.二异丙胺（8.9 ml, 63 mmol）溶于100 ml 无水thf中，放置于-78摄氏度下, 然后向其中加入2.5 m的正丁基锂（22 ml, 55 mmol）搅拌30 min。然后将9.2 g (50 mmol) 4,4-二甲基-2,2’-联吡啶溶于130 ml thf中滴加到上述溶液中，-78摄氏度下搅拌2小时，然后向其中加入3-溴丙腈（56mmol，m=7.5 g）的thf溶液（8 ml），滴加后将反应体系移至冰水浴中继续反应过夜。用饱和氯化铵水溶液淬灭反应后，用乙酸乙酯萃取有机相。柱层析。

2. 氰基氧化制备羧酸

4. 参考文献

[1]杨夕强,赵文辉,夏万东.一种新型高效电化学发光免疫检测标记物三联吡啶钌衍生物的合成[J].化学试剂,2009,31,603.[2]QingqingZhang,RuiCao,HaoFeia,MingZhou.Mitochondria-targetingphosphorescentiridium(III)complexesforlivingcellimaging.DaltonTrans,2014,43,16872.[3]EunHwaKim,SubongHonga,JoongMinLee,DoNamLee,YoungMooJun,Won-YongLee,ByeongHyoKim.SynthesisandpropertiesofelectrochemiluminescentdinuclearRu(II)complexesassembledwithester-bridgedbis(bipyridine)ligands.InorganicaChimicaActa,2009,362,1577–1584.[4]KazuoTanaka,KazukiTainaka,TakuKamei,AkimitsuOkamoto.DirectLabelingof5-MethylcytosineandItsApplications.J.AM.CHEM.SOC,2007,129,5612-5620.

5. 计划与进度安排

(1)2022/10/19-2022/12/25，发布选题，师生互选，确认选题(2)2022/12/28-2022/03/05,下达毕业论文任务书(3)2022/03/08-2022/03/19，学生文献调研，进行开题报告(4)2022/03/22-2022/04/30，进行毕业论文实验，材料制备(5)2022/05/03-2022/05/28,表征和测试，撰写实验报告、毕业论文、英文翻译(6)2022/05/31-2022/06/11,修改论文，进行论文答辩