การสังเคราะห์อนุพันธ์บิสซัลโฟนาไมด์สำหรับตรวจจับฟลูออไรด์ Synthesis of Bissulfonamide Derivative for Fluoride Sensor

Abstract

เซนเซอร์ไอออนลบตัวใหม่คือ 1,3-bis[(p-trifluoromethylphenylsulfonamido)methyl]benzene (1) ที่มีหน่วยตรวจจับไอออนลบเป็นหมู่ซัลโฟนาไมด์และมีหมู่พารา-ไตรฟลูออโรเมทธิลเบนซีนเป็นหน่วยให้สัญญาณทางแสงสามารถสังเคราะห์ได้ง่าย และมีร้อยละผลผลิตสูง และทำการพิสูจน์โครงสร้างของสารที่สังเคราะห์ได้โดยใช้เทคนิคIR  1H NMR 13C NMR และ Mass  spectrometry  ในการศึกษาการเกิดสารประกอบเชิงซ้อนกับไอออนลบชนิดต่างๆได้แก่F- Cl- I- H2PO4-และ CH3COO-  โดยใช้เทคนิคยูวีวิซิเบิลสเปกโทรโฟโตเมทรีในตัวทำละลายไดเมทธิลซัลฟอกไซด์ พบว่าลิแกนด์1 สามารถเลือกจับอย่างจำเพาะเจาะจงกับฟลูออไรด์ (F- >> CH3COO- H2PO4-Cl- และ I-) และสเปคตรัมการดูดกลืนแสงมีการเกิดพีคใหม่ที่ชัดเจนที่ความยาวคลื่น295.5 นาโนเมตรโดยมีอัตราส่วนการเกิดสารประกอบเชิงซ้อนระหว่างลิแกนด์1กับฟลูออไรด์เท่ากับ 1:2 เมื่อศึกษาการเกิดสารประกอบเชิงซ้อนโดยการไทเทรตด้วยเทคนิคยูวีวิซิเบิลสเปกโทรโฟโตเมทรีพบว่าค่าคงที่การเกิดสารประกอบเชิงซ้อนของลิแกนด์1 กับฟลูออไรด์มีค่าเท่ากับ   (1.10 ± 0.07) x 107 M-2และการศึกษาการจับไอออนลบโดยใช้การไทเทรตด้วยเทคนิคโปรตอนนิวเคลียร์แมกเนติกเรโซแนนซ์  พบว่าลิแกนด์ 1สามารถจับกับฟลูออไรด์ได้ดีทำให้โปรตอนของหมู่ซัลโฟนาไมด์เกิดการdeprotonation มีผลเหนี่ยวนำให้โปรตอนของวงอะโรมาติกเกิด upfield  shift       A new anion sensor, 1,3-bis(p-trifluoromethylphenylsulfonamido)methyl]benzene (1), bearing  sulfonamide group as  binding  unit and  p-trifluoromethylbenzene  group as  signaling  unit was readily synthesized in highpercentage yield. The structure of the ligand 1 was characterized by IR,1H NMR, 13CNMR and Mass spectrometry. The complexation with various anions including F-,Cl-, I-, H2PO4- and CH3COO-was studied by UV-visible spectrophotometry in dimethyl sulfoxide solution. Theresults indicated that the ligand 1 has high selectivity for fluorideover other anions (F- >> CH3COO-,H2PO4-, Cl- and I-). Moreover,the absorption spectrum obviously changed with appearance of a new band at295.5 nm. The stoichiometry of complex between the ligand 1 and fluoridewas 1:2. The binding constant of the complex by fitting the UV-visibletitration data was (1.10 ± 0.07) x 107 M-2. Theinteraction of the ligand 1 with F- was also studied by 1HNMR titration experiments.  The resultsshowed the deprotonation of sulfonamide protons which induced upfield shifts ofaromatic protons.