1,6-Διυδροξυναφθαλίνιο CAS 575-44-0

Αυτή η ένωση παίζει σημαντικό ρόλο ως ενδιάμεσο οργανικής σύνθεσης στις διαδικασίες χημικής σύνθεσης. Οι δύο λειτουργικές ομάδες υδροξυλίου και ένα σύστημα δακτυλίου ναφθαλίνης στη δομή του παρέχουν άφθονες ενεργές θέσεις για χημικές αντιδράσεις, επιτρέποντας στην ένωση να συμμετέχει σε διάφορους τύπους χημικών αντιδράσεων, όπως εξουδετέρωση, υποκατάσταση και υποκατάσταση βάσεων οξέος. Με την εισαγωγή διαφορετικών υποκαταστατών ή τροποποιητών, μπορούν να παρασκευαστούν παράγωγα 2,5-διυδροξυναφθαλενίου με ειδικές λειτουργίες. Αυτά τα παράγωγα έχουν ευρείες προοπτικές εφαρμογής σε τομείς όπως η ιατρική, τα φυτοφάρμακα, οι βαφές κ.λπ. Μπορεί επίσης να χρησιμεύσει ως θεμελιώδης πρώτη ύλη για την κατασκευή πολύπλοκων οργανικών μορίων.

Η εφαρμογή αυτής της ένωσης στον φαρμακευτικό τομέα αντανακλάται κυρίως στη σύνθεση φαρμάκων. Μέσω χημικής τροποποίησης και μετασχηματισμού, μπορούν να παρασκευαστούν ενώσεις με φαρμακολογική δράση, οι οποίες παίζουν σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη φαρμάκων και στη θεραπεία της νόσου. Η έρευνα έχει δείξει ότι ορισμένα παράγωγα έχουν αντι-καρκινική δράση και μπορούν να αναστείλουν την ανάπτυξη και εξάπλωση των καρκινικών κυττάρων. Αυτές οι ενώσεις παρέχουν νέες ιδέες για την ανάπτυξη αντικαρκινικών φαρμάκων. Ορισμένα παράγωγα έχουν επίσης αντιφλεγμονώδη αποτελέσματα, τα οποία μπορούν να ανακουφίσουν τις φλεγμονώδεις αντιδράσεις και τον πόνο.

Αυτές οι ενώσεις έχουν πιθανή αξία εφαρμογής στην ανάπτυξη αντιφλεγμονωδών φαρμάκων. Στη διαδικασία ανάπτυξης του φαρμάκου, το πρώτο βήμα είναι η διαλογή και αξιολόγηση της ένωσης και των παραγώγων της για να προσδιοριστεί εάν έχουν φαρμακολογική δράση. Με βάση τα αποτελέσματα διαλογής, βελτιστοποιήστε τη δομή των δραστικών ενώσεων για να ενισχύσετε την αποτελεσματικότητά τους και να μειώσετε τις παρενέργειες. Μετά τη δομική βελτιστοποίηση, η ένωση πρέπει να υποβληθεί σε κλινικές δοκιμές για να επαληθευτεί η ασφάλεια και η αποτελεσματικότητά της.

Αυτή η ένωση έχει σημαντική αξία εφαρμογής στη βιομηχανία βαφής. Μια σειρά χρωστικών όξινων μέσων μπορεί να παρασκευαστεί με σύζευξη με διάφορα διαζω συστατικά. Αυτές οι βαφές χρησιμοποιούνται κυρίως για τη βαφή και την εκτύπωση υφασμάτων όπως μετάξι, κασμίρι και μαλλί. Οι βαφές που συντίθενται από αυτό έχουν φωτεινά και{3}}χρώματα που διαρκούν{{3}, τα οποία μπορούν να καλύψουν τις υψηλές χρωματικές απαιτήσεις των υφασμάτων. Αυτές οι βαφές έχουν καλή αντοχή στο πλύσιμο και στον ήλιο και μπορούν να διατηρήσουν τη σταθερότητα του χρώματος και τη φωτεινότητα κατά τη διάρκεια-μακροχρόνιας χρήσης. Στη διαδικασία της βαφής του μεταξιού, η χρήση όξινων βαφών που συντίθενται από αυτό μπορεί να επιτύχει φωτεινά χρώματα και απαλή αίσθηση χεριού. Στη διαδικασία εκτύπωσης, αυτές οι βαφές μπορούν επίσης να παρέχουν καθαρά και ευαίσθητα μοτίβα, ικανοποιώντας τις υψηλές απαιτήσεις της εκτύπωσης υφασμάτων.

Αυτή η ένωση και τα παράγωγά της έχουν επίσης ορισμένες πιθανές εφαρμογές στον τομέα των φωταυγών υλικών. Με την εισαγωγή διαφορετικών υποκαταστατών ή τροποποιητών στο μόριο, οι ιδιότητες φωταύγειας του μπορούν να προσαρμοστούν, επιτυγχάνοντας έλεγχο του χρώματος φωταύγειας και της έντασης φθορισμού. Η OLED είναι ένας νέος τύπος τεχνολογίας οθόνης που έχει πλεονεκτήματα όπως η αυτοεκπομπή, τα φωτεινά χρώματα και οι ευρείες γωνίες θέασης. Αυτό και τα παράγωγά του μπορούν να χρησιμεύσουν ως υλικά φωταύγειας για OLED, παρέχοντας νέες δυνατότητες για την ανάπτυξη της τεχνολογίας οθόνης.

Οι ανιχνευτές φθορισμού είναι ενώσεις που χρησιμοποιούνται για βιολογική επισήμανση και απεικόνιση. 2, το 5-διυδροξυναφθαλίνιο και τα παράγωγά του μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως πρώτες ύλες για ανιχνευτές φθορισμού και μόρια ανιχνευτών με ειδικές φθορίζουσες ιδιότητες μπορούν να παρασκευαστούν μέσω χημικής τροποποίησης και μετασχηματισμού για την ανίχνευση και την απεικόνιση βιομορίων. Ένας χημικός αισθητήρας είναι ένα όργανο που χρησιμοποιείται για την ανίχνευση της συγκέντρωσης χημικών ουσιών.

Οι υπολογισμοί της συναρτησιακής θεωρίας πυκνότητας πραγματοποιήθηκαν σε μόρια αερίου-φάσης 1,6-DHN χρησιμοποιώντας το λειτουργικό βασικό σύνολο B3LYP/6-311G (d, p): 10 sp ² υβριδισμένα άτομα άνθρακα στον δακτύλιο ναφθαλίνης σχηματίζουν ένα σφαιρικό π - συζευγμένα άτομα ηλεκτρονίων υδρογονανθράκων. Οι θέσεις 1 και 6 μεταφέρουν ηλεκτρόνια στον δακτύλιο ναφθαλίνης μέσω της σύζευξης p - π, αυξάνοντας το επίπεδο ενέργειας HOMO και μειώνοντας το επίπεδο ενέργειας LUMO.

Το εγγενές HOMO είναι -5,32 eV, το LUMO είναι -2,47 eV και η διαφορά στάθμης ενέργειας Δ E είναι 2,85 eV, που αντιστοιχεί σε ένα εγγενές μήκος κύματος απορρόφησης 435 nm. Σε σύγκριση με το μη υδροξυλικό ναφθαλίνιο (Δ E=3.32 eV, απορρόφηση στα 374 nm), η δωρεά ηλεκτρονίων της διυδροξυ ομάδας προκαλεί μια μετατόπιση του κόκκινου 61 nm στην απορρόφηση, που είναι ο βασικός λόγος για τον φθορισμό του μορίου στην περιοχή του ορατού φωτός.

Η χωρική διάταξη των υδροξυλομάδων οδηγεί σε μοριακή διπολική ροπή μ=3.87 D, η οποία είναι πολύ υψηλότερη από αυτή του συμμετρικού 1,4-DHN (μ=1.12 D). Το ισχυρό φαινόμενο του διπόλου αναγκάζει το μόριο να υποβληθεί σε χρωματισμό διαλυτοποίησης σε πολικούς διαλύτες (Solvatochromism): σε μη-πολικό n-εξάνιο, οι μοριακοί δεσμοί υδρογόνου σφίγγονται, το χάσμα ζώνης HOMO-LUMO αυξάνεται και η μέγιστη εκπομπή είναι λ ₑ}ₘ; Οι ομάδες υδροξυλίου στο πολικό DMSO σχηματίζουν διαμοριακούς δεσμούς υδρογόνου με τον διαλύτη, προκαλώντας περαιτέρω αποτοπισμό του νέφους ηλεκτρονίων και στένωση του κενού ζώνης. Το μήκος κύματος του λ ₑₘ είναι 517 nm (πράσινο φως) και η μετατόπιση Stokes αυξάνεται από 89 nm σε 152 nm. Η μεγάλη μετατόπιση Stokes αποφεύγει αποτελεσματικά την παρεμβολή σκέδασης φωτός διέγερσης και είναι κατάλληλη για την ανάπτυξη ανιχνευτών φθορισμού.

Σε ένα αραιό διάλυμα (συγκέντρωση Μικρότερη ή ίση με 1 × 10 ⁻5 mol/L), 1,6-DHN υπάρχει ως απομονωμένο μεμονωμένο μόριο χωρίς διαμοριακή στοίβαξη π - π. Μετά τη διέγερση από το υπεριώδες φως (320-350 nm), τα ηλεκτρόνια S 0 βασικής κατάστασης μεταβαίνουν στη διεγερμένη απλή κατάσταση S1 και το 91% των ηλεκτρονίων διεγερμένης κατάστασης επιστρέφουν στη θεμελιώδη κατάσταση μέσω ακτινοβολίας μετάπτωσης, απελευθερώνοντας φωτόνια. Το υπόλοιπο 9% διαχέει ενέργεια μέσω δονητικής χαλάρωσης χωρίς διάχυση ακτινοβολίας. Η κβαντική απόδοση φθορισμού του αραιού διαλύματος είναι Φ _f=0.38.

Διαδρομή μετάβασης: S ₀ → S 1 (π→π *) είναι η κύρια μετάβαση, με n →π * μετάβαση να αντιπροσωπεύει λιγότερο από 5%. Δεν υπάρχει δευτερεύουσα διαδρομή TICT (ενδομοριακή μεταφορά φορτίου απόσβεσης), επομένως η απόδοση φθορισμού του αραιού διαλύματος είναι σταθερή και δεν επηρεάζεται από ίχνη πολικών ακαθαρσιών.

Όταν το pH του διαλύματος αλλάζει, το υδροξυλ αποπρωτονιώνεται για να δημιουργήσει ανιόντα φαινοξειδίου και το O- έχει ισχυρότερη ικανότητα δωρεάς ηλεκτρονίων, επεκτείνοντας περαιτέρω την μετεγκατάσταση ηλεκτρονίων π. Το HOMO αυξάνεται κατά 0,42 eV και το Δ E πέφτει στα 2,37 eV, εκπέμποντας κόκκινο φως που μετατοπίζεται στα 602 nm, επιτυγχάνοντας αναστρέψιμη εναλλαγή από το pH που ενεργοποιείται από μπλε πράσινο κόκκινο. Αυτή η αναστρέψιμη φασματική αλλαγή αποπρωτονίωσης είναι η βασική θεωρητική βάση για το σχεδιασμό ανιχνευτών pH τύπου αναλογίας.

Η φωτεινότητα κατάστασης συσσωμάτωσης του 1,6-DHN είναι η βασική θεωρία του στερεάς-κατάστασης φωταυγούς υλικού του. Καθώς αυξάνεται η περιεκτικότητα σε νερό συγκέντρωσης/διαλύτη, το μόριο εξελίσσεται από μονομόριο σε χαλαρή συσσωμάτωση και στη συνέχεια σε πυκνή στοίβαξη, επιδεικνύοντας αμφίδρομη δυνατότητα συντονισμού της απόσβεσης συσσωμάτωσης (ACQ) και της επαγόμενης από συσσωμάτωση φωταύγειας (AIE), διαφορετική από τις παραδοσιακές αρωματικές βαφές με απλό ACQ:

Ολιγομερισμός (περιεκτικότητα σε νερό 30%~50%, μοριακή απόσταση 0,6~0,8 nm): κυριαρχούν οι διαμοριακοί υδροξυλικοί δεσμοί υδρογόνου, οι αλληλεπιδράσεις π - π είναι αδύναμες, η ενδομοριακή συστροφή υδροξυλίου περιορίζεται από δεσμούς υδρογόνου, οι μη ακτινοβολικές μεταπτώσεις παρεμποδίζονται, η αναλογία της ακτινοβολίας αυξάνει και οι μεταπτώσεις παρεμποδίζονται. Η κβαντική απόδοση φθορισμού αυξάνεται από 0,38 σε 0,52, παρουσιάζοντας χαρακτηριστικά AIE (ενίσχυση φωταύγειας συσσωμάτωσης).

High aggregation (water content>70%, μοριακή απόσταση<0.4 nm): Large area π - π stacking of naphthalene rings forms H-aggregates, S ₁ excited state energy level splits, excited state energy is non radiative dissipated through exciton coupling, fluorescence quantum yield drops sharply to 0.07, and classical ACQ aggregation quenching occurs.
Η βασική προσέγγιση για την τροποποίηση των στρωμάτων που εκπέμπουν στερεό-φως κατάστασης- OLED είναι η ακριβής δέσμευση ολιγομερών συσσωματωμάτων και η μόνιμη επίτευξη φωταύγειας στερεάς- κατάστασης τύπου AIE μέσω τροποποίησης αλκυλίου πλευρικής αλυσίδας και συμπερίληψης κυκλοδεξτρίνης.

Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη σύνθεση φυτοφαρμάκων. Μέσω χημικής τροποποίησης και μετασχηματισμού, μπορούν να παρασκευαστούν φυτοφάρμακα με εντομοκτόνο, βακτηριοκτόνο ή ζιζανιοκτόνο δράση. Αυτά τα φυτοφάρμακα παρέχουν σημαντικές εγγυήσεις για τη γεωργική παραγωγή. Μπορεί επίσης να χρησιμεύσει ως πρώτη ύλη ή ενδιάμεσο για λεπτά χημικά. Με την αντίδραση με άλλες ενώσεις, μπορούν να παρασκευαστούν λεπτά χημικά με συγκεκριμένες λειτουργίες και χρήσεις, όπως επιφανειοδραστικά, πλαστικοποιητές, επιβραδυντικά φλόγας, κ.λπ. Αυτά τα λεπτά χημικά έχουν μεγάλο εύρος αξίας εφαρμογής στη βιομηχανική παραγωγή. Με τη συνεχή ανάπτυξη της επιστήμης και της τεχνολογίας, τα πεδία εφαρμογής της διευρύνονται επίσης συνεχώς. Στο μέλλον, αυτή η ένωση μπορεί να επιδείξει νέες προοπτικές εφαρμογής σε τομείς όπως η νέα ενέργεια, τα φιλικά προς το περιβάλλον υλικά και η βιοϊατρική.