胺类化合物是什么(胺类化合物的化学性质)

导语：Nat. Commun. | 胺类化合物在阳离子共价有机框架中的荧光增强型检测

挥发性有机胺类化合物的检测是一个重要但富有挑战性的工作。在染料、肥料、制药、食品储存的生产过程中，常常产生有机胺类化合物，对于这些化合物的痕量检测对于环境的污染以及生产过程的评估具有重要价值。特别在食品储存领域，有机质的生物降解常产生诸如1，5-戊二胺，1，4-丁二胺等挥发性胺类，它们的含量可以用于判断食品的新鲜度。因此发展便携可视的挥发性有机胺类化合物监测系统非常有应用前景。

本篇文章利用三氨基胍的盐酸盐（TGH·Cl）和2,9-二甲酰基邻菲咯啉（PD）缩合合成的离子共价有机框架（iCOF）-TGH+·PD，成功实现了氨以及一些一级胺的选择性痕量检测，检出限达1.2×10-7M（NH3）。在检测过程中，胺类化合物将胍阳离子部分去质子化抑制了分子内的电荷转移，从而大大增强了体系的荧光，而iCOF的多孔表面，增加了分子间的相互作用，最终实现了荧光增强型iCOF痕量胺类化合物检测。本文的通讯作者是纽约大学阿布扎比分校(NYUAD)水研究中心的Ali Trabolsi。(Nat. Commun. | Fluorescence turn on amine detection in a cationic covalent organic framework)

水分子间氢键为骨架的形成做出了特殊贡献。TGA表明，骨架结构的每个单元含有约10个水分子。COF的氮气吸附能力有限，这与连接体的长度较短以及孔道内存在水分子和氯离子作为反阴离子有关。TGH+·PD的扫描电子显微镜图像上可观察到P螺旋和M螺旋纤维。热处理后原始样品的均匀螺旋形态被破坏。但暴露在水中螺旋形态可以恢复，证实了水在这一过程中的作用。其次，当在相同的条件下，但使用无水1，4-二氧六环进行合成时，得到的材料没有螺旋形态。此外，COF悬浮液为外消旋态，不具有CD活性，而相同的悬浮液滴在石英板上形成的薄膜显示出随机的正CD信号和负CD信号。

退火模拟结果表明，水分子在氯离子周围形成一个水合球体，主要通过离子相互作用位于胍基附近。由于邻菲咯啉部分的堆积，这个氢键网络沿着晶体c轴传播。水分子与相邻层间的氯离子之间的氢键作用导致纤维沿层叠方向发生扭曲。

TGH+·PD的光物理性能在水悬液中进行了检测。系统的发射在553nm（λex=365nm）左右，源自于从邻菲咯啉部分到胍盐部分的电荷转移跃迁。接下来，作者将TGH+·PD悬浮液暴露在一些生产中常用的胺类诸如氨、甲胺、乙二胺、吡啶、尸胺、水合肼等分析物的环境中。在氨环境中TGH+·PD悬浮液对其浓度（浓度0→2.3×10-6M）进行了迅速的反映，533nm左右的宽发射峰蓝移到约553nm处，同时也出现了荧光强度的增强，检出限1.2×10-7M。体积较小的分子如甲胺，水合肼与体系的相互作用类似于氨，而体系对于体积较大的分子如三乙胺，乙二胺等则反应较弱。这可能由于较小分子与TGH+·PD的相互作用不仅在表面，还能进入体系的孔洞中发挥作用。而其他非胺类溶剂诸如苯、甲醇、甲苯等溶剂中，体系均未出现明显荧光增强等变化。

该体系在检测完成后，用HCl处理即可重复使用，经五次循环，体系的敏感性仍未明显减弱。同时，作者还进行了TGH+·PD在固态，粉末态以及不同pH下的性能测试，都取得了良好结果，说明了该体系的实用性。

ZATA电位分析显示TGH+·PD在暴露在氨前后的电位为12 mV和14.5 mV，说明氨的加入导致了TGH+·PD的去质子化，固态13C CP/MAS NMR 也证明了这一点。在去质子化状态下，N的负电荷升高可能导致了体系中电子离域性的增强从而导致了荧光增强。

在文章的最后，作者成功将TGH+·PD用于挥发性胺类化合物的快速检测以评价肉类的新鲜度。

文章引用 DOI:10.1038/s41467-022-31393-2

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