Work in Bunz Labor am Georgia Institute of Technology wurde teilweise von der National Science Foundation (NSF-CHE 07502753) und die Arbeit an der Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg wurde von der &quot;Struktur und Innovationsfond des Landes Baden-Württemberg&quot; gefördert unterstützt. Work in Miljanić Labor an der Universität von Houston wurde von der National Science Foundation CAREER-Programm (CHE-1151292), der Welch Foundation (Grant No. E-1768), der University of Houston (UH) und seine Kleine Grant-Programm finanziert werden, und die Texas Center for Supraleitung bei UH.

1. Nachweis von Carbonsäuren mittels Distyrylbis (Arylethinylrest) Benzol Kreuzformen <ol><li> Bereiten Sie eine frische Stammlösung cruciforms 1-3 mit einer Konzentration von 1,0 x 10 -3 mol / L in DCM. Es ist nicht notwendig, um spektroskopische Qualität Lösungsmittel verwenden, ACS-Reagenz Reinheit ist ausreichend. </li><li> Mit den Stammlösungen von 1.1 Herstellung von 100 ml von 2,0 × 10 -6 M Lösung von 1-3 in Dichlormethan (DCM), Ethylacetat (EtOAc), Acetonitril (AN), N, N-Dimethylformamid (DMF), Isopropylalkohol (i PrOH) und Methanol (MeOH). Es ist nicht notwendig, um spektroskopische Qualität Lösungsmittel verwenden, ACS-Reagenz Reinheit ist ausreichend. </li><li> Abwiegen 0,65 mmol (88,2 bis 124,2 mg) des Analyten Carbonsäure A1 - A10 in 5 ml Fläschchen Schnaps, 5 ml der Lösungen in 2.1 vorbereitet und schütteln. Wenn heterogen, sollte die entsprechende Lösung absetzen (Filtration ist nicht notwendig) ist. Dies führt zu einer insgesamt concentVerhältnis von 0,13 M (31 g / L) der Carbonsäure. </li><li> Nehmen Sie digitale Fotos der Fluoreszenz in einem dunklen Raum in der Abwesenheit von Umgebungslicht. Die fotografische Setup (Abbildung 2) eine Digitalkamera (Canon EOS 30D) mit einem Objektiv (EFS 18-55 mm Zoom-Objektiv) und zwei UV-Lampen (Anregungswellenlänge 365 nm) ausgestattet. Die uncapped Fläschchen sollten unter den beiden UV-Lampen für maximale Belichtung mit einem Abstand von 60 cm zwischen Kameraobjektiv und Probengefäße positioniert werden. Die Belichtungszeiten wurden für jede Lösung, um Bilder reflektieren die Farbe der Emission (- 15 sec 0.25) produzieren variiert. </li></ol> 2. Nachweis von Boronsäuren Mit benzobisoxazol Kreuzformen <ol><li> Bereiten Sie eine 1,0 x 10 -4 M Lösung von kreuzförmigen 4 in DCM. Es ist nicht notwendig, um spektroskopische Qualität Lösungsmittel zu verwenden, ACS-Reagenz Reinheit ist ausreichend. </li><li> Bereiten Sie fünf individuelle Lösungen für jeden Boronsäure Analyten durch Auflösen von 50 mg (0,24-0,41 mmol)des Analyten in 3 ml Acetonitril (AN), 1,2,4-Trichlorbenzol (TCB), Dichlormethan (DCM), Cyclohexan (CH) und Chlorbenzol (CB). Dies sollte in ca. führen. 16,7 g / L Lösung in Bezug auf jeden Analyten. Es ist nicht notwendig, um spektroskopische Qualität Lösungsmittel verwenden, ACS-Reagenz Reinheit ist ausreichend. </li><li> Übertragen 1,8 ml jeder der Analyten Lösungen in 2.2 in fünf separate 10 x 10 mm Quarz-Küvetten (üblicherweise für UV / Vis-Spektroskopie) hergestellt. Dann fügen Sie 20 ul der kreuzförmigen Lösung in 2.1 in jedem der fünf Küvetten hergestellt, und rühren Sie die beiden Lösungen zu homogenisieren. Wenn Niederschlag beobachtet wird, sollte die entsprechende Lösung einfach absetzen werden (Filtration ist unnötig). </li><li> Legen Sie alle fünf Küvetten auf eine Glasplatte und bestrahlen sie von einem Handheld-UV-Lampe (365 nm) von der Spitze. Die UV-Lampe sollte in einer Weise, die gleich Bestrahlung auf alle fünf Fläschchen sicher positioniert werden. </li><li> Stellen Sie sicher, dass der Raum dar istk (das Licht auszuschalten, Block-Fenster und andere Quellen von natürlichem und künstlichem Licht) und sofort nehmen ein digitales Foto der Emission Farben der Lösungen. Miljanić et al. verwendet zwei Digitalkamera-Modelle haben: FujiFilm FinePix S9000 und Canon EOS Rebel T3i, mit einem 45 cm Abstand zwischen der Kamera und den Probenküvetten. Belichtungszeit betrug 0,5 sec. </li></ol> 3. Nachweis von Analyten unter Verwendung Amine benzobisoxazol Cruciform / Boronsäuren Hybrid Sensing System <ol><li> Planen (mindestens) 80 ml ​​von 1,0 × 10 -6 M Lösung von kreuzförmigen 4 in Acetonitril (AN), 1,2,4-Trichlorbenzol (TCB), Cyclohexan (CH), Dichlormethan (DCM) und Chloroform (CF ). </li><li> Lösen B1 (152,6 mg, 0,80 mmol) in 40 ml von jeder der Lösungen in 3.1 hergestellt. </li><li> Lösen B5 (97,6 mg, 0,80 mmol) in 40 ml von jeder der Lösungen in 3.1 hergestellt. </li><li> Unmittelbar nach die Lösungen in 3.2 und 3.3 beschrieben, hergestellt werden, verwenden Sie diem (jeweils 2 ml), um das gewünschte Amin Analyten (40 mg, 0,19 bis 0,47 mmol) gelöst. Für jedes Amin Analyten, sollte zehn Lösungen hergestellt werden: fünf mit B1 und B5 mit fünf als Zusatzstoffe. Es ist nicht notwendig, um spektroskopische Qualität Lösungsmittel verwenden, ACS-Reagenz Reinheit ist ausreichend. </li><li> Für jeden Analyten, Transfer Aliquote der zehn vorbereiteten Analyt / Borsäure / kreuzförmige 4-Lösungen in zehn verschiedenen Quarz-Küvetten. Legen Sie diese zwei Fünf-Küvette Sets (eins für 4/B1, eine für 4/B5) auf eine Glasplatte, strahlen bei 365 nm von einem Handheld-UV-Lampe, und sofort fotografieren mit den Einstellungen in 2.5 beschrieben. </li></ol> 4. Bildverarbeitung und-Ziffern Analyt Diskriminierung <ol><li> Mit Adobe PhotoShop oder eine ähnliche Bildbearbeitungs-Programm, schneiden Sie ein Quadrat repräsentativen Ausschnitt aus digitalen Fotografien der Emission der einzelnen Farben fotografiert Fläschchen. Organisieren diese Aussparungen in Form von Tafeln, ähnlich den in den 3B, 4 und 5 </strong&gt;. Diese Platten in vielen Fällen eine schnelle bloßem Auge Diskriminierung unter Analyten. </li><li> Wenn Quantifizierung der Unterschiede in Emissionsfarbe erwünscht ist, kann R / G / B-Werte von Platten in 4,1 extrahiert und dann statistisch behandelt. Frei herunterladbare Farbe Kontrast Analyzer 14 kann für diesen Zweck verwendet werden. Um die relativen Standardabweichungen der Emissionsfarben eines Analyten relativ zu einem anderen (z. B. Verbindungen B1 und B2, Fig. 4) zu erhalten, wird die folgende Gleichung verwendet: <img alt="Gleichung 1" src="/files/ftp_upload/50858/50858eq1.jpg" /></li><li> Die Gleichung von 4,2 wird auch zum Nachweis Carbonsäure Analyten zu identifizieren. Daher ist jede Abweichung zwischen dem unbekannten Analyten für alle Stoffe der Kalibrationsdatensatz bestimmt. Die kleinste Abweichung zeigt die entsprechende Substanz. </li></ol>

<ol>
	<li>Zucchero, A. J., McGrier, P. J., Bunz, U. H. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cross-conjugated+cruciform+fluorophores.">Cross-conjugated cruciform fluorophores.</a> Acc. Chem. Res. 43 (3), 397-408 (2010).</li><li>Feldman, A. K., Steigerwald, M. L., Guo, X., Nuckolls, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+electronic+devices+based+on+single-walled+carbon+nanotube+electrodes.">Molecular electronic devices based on single-walled carbon nanotube electrodes.</a> Acc. Chem. Res. 41 (12), 1731-1741 (2008).</li><li>Galbrecht, F., B&#252;nnagel, T., Bilge, A., Scherf, T. J. J., M&#252;ller, U. H. 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Soc. 133 (20), 7716-7718 (2011).</li><li>Lim, J., Nam, D., Miljani&#263;, O. &. #. 3. 5. 2. ;. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+of+carboxylic+and+organoboronic+acids+and+phenols+with+a+single+benzobisoxazole+fluorophore.">Identification of carboxylic and organoboronic acids and phenols with a single benzobisoxazole fluorophore.</a> Chem. Sci. 3 (2), 559-563 (2012).</li><li>Lim, J., Miljani&#263;, O. &. #. 3. 5. 2. ;. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Benzobisoxazole+fluorophore+vicariously+senses+amines,+ureas,+anions.">Benzobisoxazole fluorophore vicariously senses amines, ureas, anions.</a> Chem. Commun. 48 (83), 10301-10303 (2012).</li><li>Braga, D., Polito, M., Bracaccini, M., D'Addario, D., Tagliavini, E., Sturba, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+organometallic+building+blocks+for+molecular+crystal+engineering.+2.+Synthesis+and+characterization+of+pyridyl+and+pyrimidyl+derivatives+of+diboronic+acid,+Fe(&#951;5-C5H4+-+B(OH)2)2],+and+of+pyridyl+boronic+acid,+[Fe(&#951;5-C5H4-4-C5H4N)(&#951;5-C5H4+-+B(OH)2)].">Novel organometallic building blocks for molecular crystal engineering. 2. Synthesis and characterization of pyridyl and pyrimidyl derivatives of diboronic acid, Fe(&#951;5-C5H4 - B(OH)2)2], and of pyridyl boronic acid, [Fe(&#951;5-C5H4-4-C5H4N)(&#951;5-C5H4 - B(OH)2)].</a> Organometallics. 22 (10), 2142-2150 (2003).</li><li>Schwaebel, T., Trapp, O., Bunz, U. H. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Digital+photography+for+the+analysis+of+fluorescence+responses.">Digital photography for the analysis of fluorescence responses.</a> Chem. Sci. 4 (3), 273-281 (2013).</li></ol>

Wir haben nichts zu offenbaren.

Die Protokolle für qualitative Unterscheidung in diesem Dokument beschriebenen halten und Video hohen Potenzial Routine Qualitätsanalyse, wo auch eine minimal ausgebildet sein konnte, erkennen die Unterschiede in der Zusammensetzung, oder Abweichungen von einer genau definierten Formel. Praktikabilität dieser Technik weiter verbessert werden könnte mit einfachen Handy-Kameras, die in Kombination mit Muster-und Bild-Erkennungs-Software wie Google Goggles, die aufgenommenen Farben Emission in die Datenbank der bekannt...

Molecular cruciforms als X-förmigen Querschnitt konjugierten Moleküle in dem zwei Konjugation Schaltungen an einem zentralen Kern schneiden definiert. 1,2,3 Mit entsprechenden Donor-Akzeptor-Substitution können diese Moleküle räumlich lokalisieren ihre Grenze Orbitale (RGV), so dass das höchste besetzte Orbital (HOMO) befindet sich überwiegend entlang der elektronenreichen Achse des Moleküls, während das niedrigste unbesetzte Molekülorbital (LUMO) hat den Großteil seiner Dichte entlang der elektronenarmen Arm des Moleküls positioniert. Solche räumlichen Trennung von RGV ist wichtig, in den Anwendungen dieser cruciforms als Sensoren für kleine Moleküle, da Analytbindung zur kreuzförmigen immer ändert ihren HOMO-LUMO-Lücke und die damit verbundenen optischen Eigenschaften. Dieses Verhalten ist in cruciforms basiert nachgewiesen 1,4-Distyryl-2 ,5-bis (arylethinyl) benzol, 1 1,2,4,5-tetrakisethynylbenzene, 4 und 5,6 benzobisoxazole strukturellenMotive. Da alle drei Klassen von Molekülen inhärent fluoreszierend sind, erlaubt diese Methode ihre Verwendung als kleiner Moleküle Sensoren. In allen drei Beispielen wurden cruciforms mit Lewis-basischen Pyridin und Dialkylanilin substituiert und waren damit die auf Lewis-saure Analyten, wie Protonen und Metallionen. 1,4,5,7,8,9 Im Jahr 2011 haben 10 Bunz und Mitarbeiter gezeigt, dass die Fluoreszenz-Reaktionen von 1,4-Distyryl-2 ,5-bis (Arylethinylrest) Benzol 1 Kreuzformen - 3 (Abbildung 1) dramatisch variiert in Abhängigkeit von der Struktur des eingesetzten Carbonsäure zu induzieren Protonierung der Kreuzform. Anschließend demonstriert Miljanić et al., Dass benzobisoxazol wie 4 (Abbildung 1) zeigen auch sehr spezifische Fluoreszenzemission Reaktionen auf strukturell verwandte Carbonsäuren und dass ähnliche Unterscheidung kann unter sehr ähnlich Organoboronsäuren gesehen werden, zu Kreuzformen. Origins 11 dieserhochselektive Emission Farbänderungen sind derzeit unklar, und sind wahrscheinlich komplexer - wie Fluoreszenzlöschung durch Elektronen armen Analyten, Rest Analyten Fluoreszenz und Protonierung induzierte Verschiebung cruciforms &#39;Emissionsmaxima alle vermutlich eine Rolle spielen. Dennoch ist die Fähigkeit, unter strukturell verwandten Analyten diskriminieren signifikant, zumal statistisch relevante Unterscheidung, ohne die Notwendigkeit einer erschöpfenden UV / Vis-Absorption oder Fluoreszenz Charakterisierung der optischen Antwort von cruciforms Analyten durchführen kann erhalten werden. Stattdessen sind einfach Fotos von Emission Farbe deutlich genug, um die Diskriminierung von strukturell eng verwandten Analyten zu ermöglichen, vor allem, wenn die Fotos in verschiedenen Lösungsmitteln oder mit mehr als einem kreuzförmigen Sensor getroffen werden. Mit dieser schnellen Methode, können Dutzende von Analyten schnell an einem Nachmittag analysiert werden (siehe Tafeln in Zahlen 3-5), während die gleiche Analyse erfordern würdeWochen, wenn strenge Spektroskopie eingesetzt wurde. Da Boronsäuren dynamische Arten, die Nucleophile durch Bor die leeren p-Orbital koordinieren sind, verwendet Miljanić diese Funktion, um Hybrid-Sensoren benzobisoxazol kreuzförmigen 4 und einfachen nicht-fluoreszierenden Boronsäure Additive B1 und B5 (Abbildung 4) zusammen zu entwickeln. 11. 12 Diese Methode arbeitet wie folgt: kreuzförmigen 4 und Boronsäuren Komplexes in einem transienten Komplex 4 · n B1 (oder 4 · n B5), die genaue Struktur dieses Komplexes ist derzeit nicht bekannt, aber seine Fluoreszenz unterscheidet sich von der des reinen kreuzförmige . Wenn diese Lösung auf Lewis-basischen Analyten ausgesetzt wird, kann sie ersetzen einen oder beide OH-Gruppen auf der Boronsäure, 13 somit wesentlich zu verändern die elektronischen Eigenschaften von Bor und wiederum die Fluoreszenz des gesamten Komplexes. Mit dieser &quot;Erfüllungsgehilfen sensing&quot; Methodik, Erfassen von Phenolen, organische Amine und Harnstoffe sowiewie von kleinen organischen und anorganischen Anionen, erreicht werden konnte. In diesem Beitrag stellen wir ein Tutorial über die Verwendung von direkten und Erfüllungsgehilfen sensing Methodik, um schnell qualitativ zwischen strukturell verwandten (a) Carbonsäuren (Abbildung 3), (b) Boronsäuren (Abbildung 4), und, stellvertretend, (zu unterscheiden c) organische Amine (Abbildung 5). Um die breite Anwendbarkeit der beschriebenen Protokolle zu veranschaulichen, wurden die Bunz cruciforms verwendet, um Carbonsäuren zu erfassen, während die Miljanić Verbindungen wurden zur Boronsäuren zu erfassen, und durch eine Hybrid-Sensor, kleine organische Amine. Wir gehen davon aus, dass diese Sensoren könnte leicht ausgetauscht ohne größere Folgen für die Qualität der Analyten Diskriminierung.

<table border="1">
		<tbody>
		 <tr>
			<td>Name of Material/ Equipment</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments/Description</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Cyclohexane (CH)</td>
			<td>Mallinckrodt</td>
			<td>4878-02</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Chlorobenzene (CB)</td>
			<td>JT Baker</td>
			<td>9179-1</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>1,2,4-Trichlorobenzene (TCB)</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>19390</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Dichloromethane (DCM) - Miljani&#263;</td>
			<td>Mallinckrodt</td>
			<td>4879-06</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Acetonitrile (AN)</td>
			<td>Mallinckrodt</td>
			<td>2856-10</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Chloroform (CF)</td>
			<td>Mallinckrodt</td>
			<td>4440-19</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Dichloromethane (DCM) - Bunz</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>24233</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Ethyl Acetate (EtOAc)</td>
			<td>Brenntag</td>
			<td>10010447</td>
			<td>Additional distillation</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Acetonitrile (AN)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>34851</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Dimethylformamide (DMF)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>38840</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>2-Propanol (iPrOH)</td>
			<td>Ruprecht-Karls Universit&auml;t Heidelberg, Zentralbereich Neuenheimer Feld</td>
			<td>69595</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Methanol (MeOH)</td>
			<td>VWR</td>
			<td>20847.295</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>4-Hydroxybenzoic Acid (A1)</td>
			<td>Fluka</td>
			<td>54630</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>(4-Hydroxyphenyl)acetic Acid (A2)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>H50004</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Ibuprofen (A3)</td>
			<td>ABCR</td>
			<td>AB125950</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Aspirine (A4)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>A5376</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Phenylacetic Acid (A5)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>P16621</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>4-Chlorophenylacetic Acid (A6)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>139262</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Benzoic Acid (A7)</td>
			<td>Merck</td>
			<td>8222571000</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>3,5-Dihydroxybenzoic Acid (A8)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>D110000</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>2,4-Dichlorobenzoic Acid (A9)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>139572</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>2-Hydroxy-5-iodobenzoic Acid (A10)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>I10600</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>2,6-Dichlorophenylboronic Acid (B1)</td>
			<td>TCI</td>
			<td>D3357</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>3,5-Bis(trifluoromethyl)phenylboronic Acid (B2)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>471070</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>4-Mercaptophenylboronic Acid (B3)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>524018</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>4-Methoxyphenylboronic Acid (B4)</td>
			<td>TCI</td>
			<td>M1126</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Benzeneboronic Acid (B5)</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>A14257</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Cyclohexylboronic Acid (B6)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>556580</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>3-Pyridylboronic Acid (B7)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>512125</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>4-Nitrophenylboronic Acid (B8)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>673854</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Pentafluorophenylboronic Acid (B9)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>465097</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Triethylamine (N1)</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>A12646</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Piperidine (N2)</td>
			<td>JT Baker</td>
			<td>2895-05</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Piperazine (N3)</td>
			<td>Aldrich</td>
			<td>P45907</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>1,4-Diaminobenzene (N4)</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>A15680</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>1,3-Diaminobenzene (N5)</td>
			<td>Eastman</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>1,2-Diaminobenzene (N6)</td>
			<td>TCI</td>
			<td>P0168</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>4-Methoxyaniline (N7)</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>A10946</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Aniline (N8)</td>
			<td>Acros</td>
			<td>22173-2500</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>4-Nitroaniline (N9)</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>A10369</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>N,N-Diphenylurea (N10)</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>A18720</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>N,N-Dimethylurea (N11)</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>B21329</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Urea (N12)</td>
			<td>Mallinckrodt</td>
			<td>8648-04</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Canon EOS 30D (objective EFS 18-55 mm zoom lens)</td>
			<td>Canon</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Canon EOS Rebel T3i (objective EFS 18-55 mm zoom lens)</td>
			<td>Canon</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>FujiFilm FinePix S9000</td>
			<td>Fuji</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		</tbody>
 </table>

qualitative identification of carboxylic acids, boronic acids, and amines using cruciform fluorophores

Molecular cruciforms sind X-förmigen, in denen zwei Konjugation Achsen an einem zentralen Kern schneiden. Wenn eine Achse dieser Moleküle mit Elektronendonoren, und das andere mit Elektronenakzeptoren substituierte, wird cruciforms &quot;HOMO lokalisieren entlang der elektronenreichen und LUMO entlang der elektronenarmen Achse. Diese räumliche Trennung der cruciforms &quot;Grenze Orbitale (RGV) ist wichtig, um deren Verwendung als Sensoren, da die Bindung an den Analyten kreuzförmigen immer ändert ihren HOMO-LUMO-Abstand und die damit verbundenen optischen Eigenschaften. Mit diesem Prinzip entwickelten Bunz und Miljanić Gruppen 1,4-Distyryl-2 ,5-bis (arylethinyl) benzol und benzobisoxazole cruciforms verbunden, die als fluoreszierende Sensoren für Metallionen, Carbonsäuren, Boronsäuren, Phenole, Amine und handeln Anionen. Die Emission Farben beobachtet, wenn diese kreuzförmig gemischt mit Analyten sehr empfindlich auf die Details der Analyten Struktur und - wegen der cruciforms &quot;Abgabe-sepABemessungsspannung angeregten Zuständen - dem Lösungsmittel, in dem Emission beobachtet. Strukturell eng verwandte Spezies kann qualitativ innerhalb mehrerer Analyten Klassen unterscheiden: (a) Carbonsäuren, (b) Boronsäure, und (c) Metalle. Mit einem Hybrid-Sensing-System von benzobisoxazol cruciforms und Boronsäure Additiven zusammengesetzt, wir waren auch in der Lage, unter strukturell ähnlich zu erkennen: (d) kleine organische und anorganische Anionen, (e) Amine und (f) Phenole. Das Verfahren für diese qualitative Unterscheidung verwendet wird, ist überaus einfach. Verdünnten Lösungen (in der Regel 10 -6 M) von cruciforms in mehreren off-the-shelf Lösungsmittel werden in UV / Vis Fläschchen platziert. Dann werden Analyten von Interesse aufgenommen, entweder direkt als Feststoffe oder in konzentrierter Lösung. Fluoreszenz-Änderungen auftreten praktisch augenblicklich und kann über Standard der digitalen Fotografie mit einem semi-professionellen digitalen Kamera in einem dunklen Raum aufgenommen werden. Mit minimalen grafischen Manipulation,Vertreter Ausschnitte der Emission Farbfotos können in Form von Tafeln, die schnell mit bloßem Auge Unterscheidung zwischen Analyten erlauben angeordnet werden. Zur Quantifizierung Zwecke können Rot / Grün / Blau-Werte aus diesen Fotos extrahiert und die erhaltenen numerischen Daten können statistisch verarbeitet werden.

Um das Potenzial der kreuzförmigen Fluorophore beim Erfassen und Unterscheiden eng verwandten Analyten zu veranschaulichen, werden drei Klassen von Ergebnissen vorgestellt. Erstens, 1,4-Distyryl-2 ,5-bis (Arylethinylrest) Benzol Kreuzformen 1-3 (Abbildung 1) werden verwendet, um unter strukturell verwandten Carbonsäuren A1-A10 in Abbildung 3 dargestellt diskriminieren. Dann benzobisoxazol-basierte kreuzförmigen 4 (Abbildung 1) wurde verwendet, um Boronsäuren B1-B9 <...

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Qualitative Identification of Carboxylic Acids, Boronic Acids, and Amines Using Cruciform Fluorophores

Kreuzkonjugierten kreuzförmigen Fluorophore auf Basis von 1,4-Distyryl-2 ,5-bis (arylethinyl) benzol und benzobisoxazole Kerne verwendet werden, um qualitativ nachzuweisen verschiedenen Lewis-Säure und Lewis-basischen Analyten werden. Diese Methode beruht auf den Unterschieden in Emission Farben der cruciforms die auf Analyten zusätzlich beachtet werden. Strukturell eng verwandte Arten voneinander unterscheiden.

Qualitative Identifizierung von Carbonsäuren, Boronsäuren und Aminen unter Verwendung Cruciform Fluorophore

Molecular cruciforms are X-shaped systems in which two conjugation axes intersect at a central core. If one axis of these molecules is substituted with ...

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Chemistry

Unit 1

Carboxylic Acids

SCIENTISTS IN ACTION

15.4K Aufrufe.  Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg. Kreuzkonjugierten kreuzförmigen Fluorophore auf Basis von 1,4-Distyryl-2 ,5-bis (arylethinyl) benzol und benzobisoxazole Kerne verwendet werden, um qualitativ nachzuweisen verschiedenen Lewis-Säure und Lewis-basischen Analyten werden. Diese Methode beruht auf den Unterschieden in Emission Farben der cruciforms die auf Analyten zusätzlich beachtet werden. Strukturell eng verwandte Arten voneinander unterscheiden.

Serie: Qualitative Identification of Carboxylic Acids, Boronic Acids, and Amines Using Cruciform Fluorophores

The Use of Gas Chromatography to Analyze Compositional Changes of Fatty Acids in Rat Liver Tissue during Pregnancy

Gas chromatography (GC) is a highly sensitive method used to identify and quantify the fatty acid content of lipids from tissues, cells, and plasma/serum, yielding results with high accuracy and high reproducibility. In metabolic and nutrition studies GC allows assessment of changes in fatty acid concentrations following interventions or during changes in physiological state such as pregnancy. Solid phase extraction (SPE) using aminopropyl silica cartridges allows separation of the major lipid classes including triacylglycerols, different phospholipids, and cholesteryl esters (CE). GC combined with SPE was used to analyze the changes in fatty acid composition of the CE fraction in the livers of virgin and pregnant rats that had been fed various high and low fat diets. There are significant diet/pregnancy interaction effects upon the omega-3 and omega-6 fatty acid content of liver CE, indicating that pregnant females have a different response to dietary manipulation than is seen among virgin females.

Pregnancy leads to significant changes to the fatty acid composition of maternal tissues. Lipid profiles can be obtained via gas chromatography to allow identification and quantification of fatty acids in individual lipid classes among rats fed various high and low fat diets during pregnancy.

Der Einsatz von Gas-Chromatographie zu Änderungen der Zusammensetzung der Fettsäuren in Rattenlebergewebe während der Schwangerschaft Analysieren

Gas chromatography (GC) is a highly sensitive method used to identify and quantify the fatty acid content of lipids from tissues, cells, and plasma/serum, ...

Forschung

Chemie

Quantitative and Qualitative Examination of Particle-particle Interactions Using Colloidal Probe Nanoscopy

Colloidal Probe Nanoscopy (CPN), the study of the nano-scale interactive forces between a specifically prepared colloidal probe and any chosen substrate using the Atomic Force Microscope (AFM), can provide key insights into physical interactions present within colloidal systems. Colloidal systems are widely existent in several applications including, pharmaceuticals, foods, paints, paper, soil and minerals, detergents, printing and much more.1-3 Furthermore, colloids can exist in many states such as emulsions, foams and suspensions. Using colloidal probe nanoscopy one can obtain key information on the adhesive properties, binding energies and even gain insight into the physical stability and coagulation kinetics of the colloids present within. Additionally, colloidal probe nanoscopy can be used with biological cells to aid in drug discovery and formulation development. In this paper we describe a method for conducting colloidal probe nanoscopy, discuss key factors that are important to consider during the measurement, and show that both quantitative and qualitative data that can be obtained from such measurements.

Colloidal probe nanoscopy can be used within a variety of fields to gain insight into the physical stability and coagulation kinetics of colloidal systems and aid in drug discovery and formulation sciences using biological systems. The method described within provides a quantitative and qualitative means to study such systems.

Quantitative und qualitative Untersuchung der Partikel-Partikel Wechselwirkungen mit Kolloidales Probe Nanoskopie

Colloidal Probe Nanoscopy (CPN), the study of the nano-scale interactive forces between a specifically prepared colloidal probe and any chosen substrate ...

Characterization, Quantification and Compound-specific Isotopic Analysis of Pyrogenic Carbon Using Benzene Polycarboxylic Acids (BPCA)

Fire-derived, pyrogenic carbon (PyC), sometimes called black carbon (BC), is the carbonaceous solid residue of biomass and fossil fuel combustion, such as char and soot. PyC is ubiquitous in the environment due to its long persistence, and its abundance might even increase with the projected increase in global wildfire activity and the continued burning of fossil fuel. PyC is also increasingly produced from the industrial pyrolysis of organic wastes, which yields charred soil amendments (biochar). Moreover, the emergence of nanotechnology may also result in the release of PyC-like compounds to the environment. It is thus a high priority to reliably detect, characterize and quantify these charred materials in order to investigate their environmental properties and to understand their role in the carbon cycle.
Here, we present the benzene polycarboxylic acid (BPCA) method, which allows the simultaneous assessment of PyC&#39;s characteristics, quantity and isotopic composition (13C and 14C) on a molecular level. The method is applicable to a very wide range of environmental sample materials and detects PyC over a broad range of the combustion continuum, i.e., it is sensitive to slightly charred biomass as well as high temperature chars and soot. The BPCA protocol presented here is simple to employ, highly reproducible, as well as easily extendable and modifiable to specific requirements. It thus provides a versatile tool for the investigation of PyC in various disciplines, ranging from archeology and environmental forensics to biochar and carbon cycling research.

Characterization, Quantification and Compound-specific Isotopic Analysis of Pyrogenic Carbon Using Benzene Polycarboxylic Acids BPCA

We present the benzene polycarboxylic acid (BPCA) method for assessing pyrogenic carbon (PyC) in the environment. The compound-specific approach uniquely provides simultaneous information about the characteristics, quantity and isotopic composition (13C and 14C) of PyC.

Charakterisierung, Quantifizierung und substanzspezifische Isotopenanalyse von Pyrogene Kohle Benzolpolycarbonsäuren (BPCA)

Fire-derived, pyrogenic carbon (PyC), sometimes called black carbon (BC), is the carbonaceous solid residue of biomass and fossil fuel combustion, such as ...

Using Capillary Electrophoresis to Quantify Organic Acids from Plant Tissue: A Test Case Examining Coffea arabica Seeds

Carboxylic acids are organic acids containing one or more terminal carboxyl (COOH) functional groups. Short chain carboxylic acids (SCCAs; carboxylic acids containing three to six carbons), such as malate and citrate, are critical to the proper functioning of many biological systems, where they function in cellular respiration and can serve as indicators of cell health. In foods, organic acid content can have significant impact on taste, with increased SCCA levels resulting in a sour or &#34;acid&#34; taste. Because of this, methods for the rapid analysis of organic acid levels are of particular interest to the food and beverage industries. Unfortunately, however, most methods used for SCCA quantification are dependent on time-consuming protocols requiring the derivatization of samples with hazardous reagents, followed by costly chromatographic and/or mass spectrometric analyses. This method details an alternate method for the detection and quantification of organic acids from plant material and food samples using free zonal capillary electrophoresis (CZE), sometimes simply referred to as capillary electrophoresis (CE). CZE provides a cost-effective method for measuring SCCAs with a low limit of detection (0.005 mg/ml). This article details the extraction and quantification of SCCAs from plant samples. While the method provided focuses on measurement of SCCAs from coffee beans, the method provided can be applied to multiple plant-based food materials.

Using Capillary Electrophoresis to Quantify Organic Acids from Plant Tissue: A Test Case Examining Coffea arabica Seeds

This article presents a method for the detection and quantification of organic acids from plant material using free zonal capillary electrophoresis. An example of the potential application of this method, determining the effects of a secondary fermentation on organic acid levels in coffee seeds, is provided.

Mit Hilfe der Kapillarelektrophorese organischen Säuren aus Pflanzengewebe zu beziffern: ein Test Untersuchen<em&gt; Coffea arabica</em&gt; Saatgut

Carboxylic acids are organic acids containing one or more terminal carboxyl (COOH) functional groups. Short chain carboxylic acids (SCCAs; carboxylic ...

Insights into the Interactions of Amino Acids and Peptides with Inorganic Materials Using Single-Molecule Force Spectroscopy

The interactions between proteins or peptides and inorganic materials lead to several interesting processes. For example, combining proteins with minerals leads to the formation of composite materials with unique properties. In addition, the undesirable process of biofouling is initiated by the adsorption of biomolecules, mainly proteins, on surfaces. This organic layer is an adhesion layer for bacteria and allows them to interact with the surface. Understanding the fundamental forces that govern the interactions at the organic-inorganic interface is therefore important for many areas of research and could lead to the design of new materials for optical, mechanical and biomedical applications. This paper demonstrates a single-molecule force spectroscopy technique that utilizes an AFM to measure the adhesion force between either peptides or amino acids and well-defined inorganic surfaces. This technique involves a protocol for attaching the biomolecule to the AFM tip through a covalent flexible linker and single-molecule force spectroscopy measurements by atomic force microscope. In addition, an analysis of these measurements is included.

Here we present a protocol to measure the force of interactions between a well-defined inorganic surface and either peptides or amino acids by single-molecule force spectroscopy measurements using an atomic force microscope (AFM). The information obtained from the measurement is important to better understand the peptide-inorganic material interphase.

Einblicke in die Wechselwirkungen von Aminosäuren und Peptide mit anorganischen Materialien Verwendung von Einzelmolekülkraftspektroskopie

The interactions between proteins or peptides and inorganic materials lead to several interesting processes. For example, combining proteins with minerals ...

Green and Low-cost Production of Thermally Stable and Carboxylated Cellulose Nanocrystals and Nanofibrils Using Highly Recyclable Dicarboxylic Acids

Here we demonstrate potentially low cost and green productions of high thermally stable and carboxylated cellulose nanocrystals (CNCs) and nanofibrils (CNF) from bleached eucalyptus pulp (BEP) and unbleached mixed hardwood kraft pulp (UMHP) fibers using highly recyclable dicarboxylic solid acids. Typical operating conditions were acid concentrations of 50 - 70 wt% at 100 &#176;C for 60 min and 120 &#176;C (no boiling at atmospheric pressure) for 120 min, for BEP and UMHP, respectively. The resultant CNCs have a higher thermal degradation temperature than their corresponding feed fibers and carboxylic acid group content from 0.2 - 0.4 mmol/g. The low strength (high pKa of 1.0 - 3.0) of organic acids also resulted in CNCs with both longer lengths of approximately 239 - 336 nm and higher crystallinity than CNCs produced using mineral acids. Cellulose loss to sugar was minimal. Fibrous cellulosic solid residue (FCSR) from the dicarboxylic acid hydrolysis was used to produce carboxylated CNFs through subsequent mechanical fibrillation with low energy input.

Here we demonstrate a novel method for green and sustainable productions of highly thermally stable and carboxylated cellulose nanocrystals (CNC) and nanofibrils (CNF) using highly recyclable solid dicarboxylic acids.

Grüne und Low-Cost-Produktion von thermisch stabil und carboxylierte Cellulose-Nanokristalle und Nanofibrillen Mit Recycelbares Dicarbonsäuren

Here we demonstrate potentially low cost and green productions of high thermally stable and carboxylated cellulose nanocrystals (CNCs) and nanofibrils ...

Regioselective O-Glycosylation of Nucleosides via the Temporary 2',3'-Diol Protection by a Boronic Ester for the Synthesis of Disaccharide Nucleosides

Disaccharide nucleosides, which consist of disaccharide and nucleobase moieties, have been known as a valuable group of natural products having multifarious bioactivities. Although chemical O-glycosylation is a commonly beneficial strategy to synthesize disaccharide nucleosides, the preparation of substrates such as glycosyl donors and acceptors requires&#160;tedious protecting&#160;group manipulations and a purification at each synthetic step. Meanwhile, several research groups have reported that boronic and borinic esters serve as a protecting or activating group of carbohydrate derivatives to achieve the regio- and/or stereoselective acylation, alkylation, silylation, and glycosylation. In this article, we demonstrate the procedure for the regioselective O-glycosylation of unprotected ribonucleosides utilizing boronic acid. The esterification of 2&#39;,3&#39;-diol of ribonucleosides with boronic acid makes the temporary protection of diol, and, following O-glycosylation with a glycosyl donor in the presence of p-toluenesulfenyl chloride and silver triflate, permits the regioselective reaction of the 5&#39;-hydroxyl group to afford the disaccharide nucleosides. This method could be applied to various nucleosides, such as guanosine, adenosine, cytidine, uridine, 5-metyluridine, and 5-fluorouridine. This article and the accompanying video represent&#160;useful (visual) information for the O-glycosylation of unprotected nucleosides and their analogs for the synthesis of not only disaccharide nucleosides, but also a variety of biologically relevant derivatives.

Regioselective O-Glycosylation of Nucleosides via the Temporary 2&#039;,3&#039;-Diol Protection by a Boronic Ester for the Synthesis of Disaccharide Nucleosides

Here, we present protocols for the synthesis of disaccharide nucleosides by the regioselective O-glycosylation of ribonucleosides via a temporary protection of their 2&#39;,3&#39;-diol moieties utilizing a cyclic boronic ester. This method applies to several unprotected nucleosides such as adenosine, guanosine, cytidine, uridine, 5-methyluridine, and 5-fluorouridine to give corresponding disaccharide nucleosides.

Regioselective O- Glykosylierung Nukleoside über die temporäre 2', 3'-Diol Schutz durch eine Boronic Ester für die Synthese von Disaccharid Nukleosiden

Disaccharide nucleosides, which consist of disaccharide and nucleobase moieties, have been known as a valuable group of natural products having ...

Enzymatic Synthesis of Epoxidized Metabolites of Docosahexaenoic, Eicosapentaenoic, and Arachidonic Acids

The epoxidized metabolites of various polyunsaturated fatty acids (PUFAs), termed epoxy fatty acids, have a wide range of roles in human physiology. These metabolites are produced endogenously by the cytochrome P450 class of enzymes. Because of their diverse and potent biological effects, there is considerable interest in studying these metabolites. Determining the unique roles of these metabolites in the body is a difficult task, as the epoxy fatty acids must first be obtained in significant amounts and with high purity. Obtaining compounds from natural sources is often labor intensive, and soluble epoxide hydrolases (sEH) rapidly hydrolyze the metabolites. On the other hand, obtaining these metabolites via chemical reactions is very inefficient, due to the difficulty of obtaining pure regioisomers and enantiomers, low yields, and extensive (and expensive) purification. Here, we present an efficient enzymatic synthesis of 19(S),20(R)- and 16(S),17(R)-epoxydocosapentaenoic acids (EDPs) from DHA via epoxidation with BM3, a bacterial CYP450 enzyme isolated originally from Bacillus megaterium (that is readily expressed in Escherichia coli). Characterization and determination of purity is performed with nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR), high-performance liquid chromatography (HPLC), and mass spectrometry (MS). This procedure illustrates the benefits of enzymatic synthesis of PUFA epoxy metabolites, and is applicable to the epoxidation of other fatty acids, including arachidonic acid (AA) and eicosapentaenoic acid (EPA) to produce the analogous epoxyeicosatrienoic acids (EETs) and epoxyeicosatetraenoic acids (EEQs), respectively.

We present a method useful for large-scale enzymatic synthesis and purification of specific enantiomers and regioisomers of epoxides of arachidonic acid (AA), docosahexaenoic acid (DHA), and eicosapentaenoic acid (EPA) with the use of a bacterial cytochrome P450 enzyme (BM3).

Enzymatische Synthese von epoxidierten Metaboliten von Docosahexaenoic, Eicosapentaenoic und Arachidonsäuren

The epoxidized metabolites of various polyunsaturated fatty acids (PUFAs), termed epoxy fatty acids, have a wide range of roles in human physiology. These ...

Microwave-Assisted Preparation of 1-Aryl-1H-pyrazole-5-amines

A synthetic process for the preparation of a variety of 1-aryl-1H-pyrazole-5-amines was developed. The microwave-mediated nature of this method makes it efficient in both time and resources and utilizes water as the solvent. 3-Aminocrotononitrile or an appropriate &#945;-cyanoketone is combined with an aryl hydrazine and dissolved in 1 M HCl. The mixture is then heated in a microwave reactor at 150 &#176;C, typically for 10-15 min. The product can be readily obtained by basifying the solution with 10% NaOH and isolating the desired compound with a simple vacuum filtration. The use of water as a solvent in this reaction lends to its ease and utility in production, and this method is easily reproducible with a variety of functional groups. Typical isolated yields range from 70-90%, and reactions can be performed on the milligram to gram scale with little to no change in observed yields. Some of the applications of these molecules and their derivatives include pesticides, anti-malarials, and chemotherapeutics, among many others.

Microwave-Assisted Preparation of 1-Aryl-1H-pyrazole-5-amines

1-Aryl-1H-pyrazole-5-amines are prepared from aryl hydrazines combined with either 3-aminocrotononitrile or an &#945;-cyanoketone in a 1 M HCl solution using a microwave reactor. Most reactions are done in 10-15 minutes and pure product can be obtained via vacuum filtration with typical isolated yields of 70-90%.

Mikrowellengestützte Zubereitung von 1-Aryl-1 H-Pyrazol-5-Aminen

A synthetic process for the preparation of a variety of 1-aryl-1H-pyrazole-5-amines was developed. The microwave-mediated nature of this method makes it ...

Synthesis of pH Dependent Pyrazole, Imidazole, and Isoindolone Dipyrrinone Fluorophores using a Claisen-Schmidt Condensation Approach

Methine-bridged conjugated bicyclic aromatic compounds are common constituents of a range of biologically relevant molecules such as porphyrins, dipyrrinones, and pharmaceuticals. Additionally, restricted rotation of these systems often results in highly to moderately fluorescent systems as observed in 3H,5H-dipyrrolo[1,2-c:2',1'-f]pyrimidin-3-ones, xanthoglows, pyrroloindolizinedione analogs, BODIPY analogs, and the phenolic and imidazolinone ring systems of Green Fluorescent Protein (GFP). This manuscript describes an inexpensive and operationally simple method of performing a Claisen-Schmidt condensation to generate a series of fluorescent pH dependent pyrazole/imidazole/isoindolone dipyrrinone analogs. While the methodology illustrates the synthesis of dipyrrinone analogs, it can be translated to produce a wide range of conjugated bicyclic aromatic compounds. The Claisen-Schmidt condensation reaction utilized in this method is limited in scope to nucleophiles and electrophiles that are enolizable under basic conditions (nucleophile component) and non-enolizable aldehydes (electrophile component). Additionally, both the nucleophilic and electrophilic reactants must contain functional groups that will not inadvertently react with hydroxide. Despite these limitations, this methodology offers access to completely novel systems that can be employed as biological or molecular probes.

The Claisen-Schmidt condensation reaction is an important methodology for the generation of methine-bridged conjugated bicyclic aromatic compounds. Through utilizing a base-mediated variant of the aldol reaction, a range of fluorescent and/or biologically relevant molecules can be accessed through a generally inexpensive and operationally simple synthetic approach.