Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

DEVELOPMENT OF METAL ION SENSORS BASED ON DIAZO PSEUDOCROWN ETHER DERIVATIVES

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

การพัฒนาตัวรับรู้ไอออนโลหะจากอนุพันธ์คราวน์อีเทอร์เทียมที่มีหมู่ไดเอโซ

Year (A.D.)

2015

Document Type

Thesis

First Advisor

Saowarux Fuangswasdi

Faculty/College

Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)

Degree Name

Master of Science

Degree Level

Master's Degree

Degree Discipline

Chemistry

DOI

10.58837/CHULA.THE.2015.1002

Abstract

Five novel pseudocrown ether derivatives terminating with azobenzene moieties were synthesized via azo coupling of oligoethylenediaminobenzene with ethyl-2-aminobenzoate or 4-nitroaniline, and characterized by 1H, 13C-NMR, and mass spectroscopies. The presence of metal ions in the solution of ester derivatives displayed indistinguishable color changes whereas D3N, a nitro derivative showing light brown in DMSO with λmax at 404 nm, turned to light orange with a new peak around 490 nm in the presence of transition or heavy metal ions (Cu2+, Zn2+, Cd2+, Hg2+, Pb2+). The presence of strong basic anion (OH-, F-, CN-) also produced dark purple solution with a new absorption band around 570-576 nm, which turned to orange upon adding transition or heavy metal ions. These color changes could be used for naked-eye detection of these metal ions in the presence of 2 equivalents of hydroxide ion. Although D3N solution could not selectively change color toward any particular ion, a calibration curve employing the absorption intensity of 20 µM D3N in DMSO at 574 nm could be constructed to determine trace quantity of CN- with a linear range between 2 to 10 µM with R2 = 0.9956. In addition, calibration curves for transition or heavy metal ions were constructed under a basic condition with excellent correlation coefficient, e.g. R2 = 0.9968 for Cd2+. Thus D3N could be employed as chromogenic sensor for strong basic anions and transition or heavy metal ions.

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

ทำการสังเคราะห์อนุพันธ์คราวน์อีเทอร์เทียมที่ต่อกับหมู่เอโซเบนซีนชนิดใหม่ 5 อนุพันธ์โดยใช้ปฏิกิริยาควบคู่เอโซของโอลิโกเอทิลลีนไดอะมิโนเบนซีนกับเอทิล-2-อะมิโนเบนโซเอตหรือ 4-ไนโตรอะนิลีน ทำการพิสูจน์เอกลักษณ์โดยเทคนิค 1H, 13C-NMR และแมสสเปกโตรสโกปี ผลศึกษาสมบัติการตรวจวัดพบว่า แม้สารละลายของอนุพันธ์เอสเทอร์ไม่แสดงการเปลี่ยนสีที่ชัดเจนในภาวะที่มีไอออนโลหะ แต่การเติมไอออนโลหะหนักหรือทรานสิชัน (Cu2+, Zn2+, Cd2+, Hg2+, Pb2+) สามารถทำให้สารละลายของอนุพันธ์ไนโตร D3N ใน DMSO เปลี่ยนสีจากสีน้ำตาลอ่อน (λmax 404 nm) เป็นสีส้มอ่อนที่มีสัญญาณการดูดกลืนแสงใหม่ที่ 490 nm ได้ การเติมไอออนลบที่มีความเป็นเบสสูงอย่าง OH-, F-, CN- ยังเปลี่ยนสีของสารละลาย D3N ให้เป็นสีม่วงเข้มที่แสดงการดูดกลืนแสงใหม่ช่วง 570-576 nm ซึ่งสามารถเปลี่ยนเป็นสีส้มเมื่อเติมไอออนโลหะหนักหรือทรานสิชันลงไป ผลการเปลี่ยนสีเหล่านี้ทำให้ใช้สารละลาย D3N ที่มีการเติมไฮดรอกไซด์จำนวน 2 เท่าเพื่อใช้ตรวจวัดไอออนโลหะเหล่านี้ด้วยตาเปล่า ทั้งนี้แม้ D3N ไม่แสดงการเปลี่ยนสีแบบจำเพาะต่อไอออนชนิดใดชนิดหนึ่ง แต่ยังสร้างกราฟมาตรฐานสำหรับการวิเคราะห์ปริมาณไอออนต่างๆ ในระดับน้อยมากได้ อาทิ ใช้การดูดกลืนแสงของสารละลาย D3N 20 µM ใน DMSO ที่ความยาวคลื่น 574 nm เพื่อวัดปริมาณ CN- ในช่วงเส้นตรงระหว่าง 2 ถึง 10 µM ที่มีค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ R2 = 0.9956 นอกจากนี้ยังพบว่ากราฟมาตรฐานสำหรับการวัดปริมาณไอออนโลหะหนักหรือทรานสิชันในภาวะที่เป็นเบสให้ค่า R2 ในระดับดีมาก เช่น R2 0.9968 ในกรณีของ Cd2+ เป็นต้น ผลทั้งหมดนี้แสดงถึงการประยุกต์ D3N เป็นตัวรับรู้ที่มีสีสำหรับไอออนลบที่มีความเป็นเบสสูงรวมถึงไอออนโลหะหนักและทรานสิชัน

Link to Full Text

Share

COinS