Cyclodextrin을 이용한 형광의 증가

소개글

Cyclodextrin을 이용한 형광의 증가에 대한 보고서 자료입니다.

목차

(1)목적, 원리

(2)시약 조사

(3)실험 과정

(4)관찰

(5)자료
(1)Abstract & Introduction
(2)Data and Results
(3)Discussion
(4)Reference

본문내용

clodextrin안에 들어가서 초분자를 이루면 cyclodextrin의 외곽의 수산화기의 물에 녹는 성질로 인해 물에 녹게 된다. 마치 페버리즈 분자가 냄새분자를 감싸서 증발시키듯이 여기선 cyclodextrin이 ANS분자를 감싸서 물에 녹게 하는 것과 같다. 이번엔 주된 목적인 발광성 증가의 이유에 대해서 살펴보겠다. HP-β-CD 와 ANS에서 host-guest inclusion complex 작용이 발생하기 때문에 발광이 증가하는 효과가 발생하는데 여기선 guest분자로는 ANS 수용액이 사용 되었고 host 분자로는 hydroxypropyl-β-cyclodextrin(HP-β-CD)이 사용 되었다. guest분자인 ANS 수용액이 HP-β-CD에 들어가서 발광이 증가 하는 이유에 대해서 구체적으로 살펴보면 원래 ANS는 극성용매 안에서의 발광성은 좋지 않다. 따라서 우선 ANS가 좋은 발광성을 가지기 위해서는 주변의 환경이 무극성 용매여야 한다. HP-β-CD는 원뿔을 잘라놓은 형태의 탄소와 날개처럼 달린 수산화 기를 가지고 있다. ANS가 초분자 결합을 할때 들어간는 부위는 탄소로 소수성 부분인데 이러한 이유로 ANS는 탄소 원통속에 들어가서 주변이 무극성 상태에 가까워 질 수 있는 것이다. 그러므로 HP-β-CD 와 ANS의 초분자 결합을 통해 주변 용매의 극성이 줄어든 ANS는 UV를 받았을때 열에너지로의 손실이 줄어들어 극성 용매 안에서보다 상대적으로 빛에너지로의 전환량이 많아져서 복사광 또한 상대적으로 높은 에너지 계열의 빛이 나오게 되어 발광성이 증대되는 것이다.
(과제)
①같은 물질임에도 ANS을 녹인 용매에 따라 발광 파장대의 변화가 생기는지 이유를 생각해 보자.
→ 같은 물질이라도 녹은 용매에 따라서 분자의 상태 즉 정렬 상태 등에서 차이가 생기므로 발광 파장대에서 차이를 보이게 된다. UV = 원자의 운동에너지(손실에너지) + 복사광의 빛에너지로 되는데 용매에 따라 손실에너지에 차이가 생겨서 복사광의 빛색깔이 다르게 나타나는 것이다. 실험에선 극성으로 갈수록 낮은에너지 계열의 빛이 나오고 무극성으로 갈수록 높은 에너지 계열의 빛이 나왔다. 위의 디스커션에 자세히 언급되어 있다.
②입사광선 UV보다 낮은 진동수의 형광(가시광선)이 나오는 이유를 생각해 보자.
→ 물질이 형광을 발생하는 물리적 과정은 빛에너지를 흡수한 형광물질이 그 일부를 다시 빛에너지로서 복사하는 현상이다. 여기서 입사된 자외선이 원자와 충돌하여 일부는 원자의 운동에너지를 증가시켜 열을 생산하고, 나머지 에너지를 이용하여 전자를 들뜨게 함므로써 방출되는 빛은 자외선의 일부 에너지에 의한 것이므로 자외선보다 진동수가 작은 가시광선이 방출된다.
③HP-β-CD 수용액을 ANS 수용액에 부어 넣으면, 왜 발광성이 증가하는지 생각해 보자.
→guest분자로는 ANS 수용액이 사용 되었고 host 분자로는 hydroxypropyl-β-cyclodextrin(HP-β-CD)이 사용 되었는데 이 두 용액이 host-guest inclusion complex를 만들게 된다. 그 복합체는 guest분자인 ANS 수용액이 HP-β-CD에 들어가면서 생기는데 host-guest inclusion으로 인해 guest는 좀더 nonpolar해지기 때문에 형광이 증가 하는 것이다. 더욱 구체적인 것은 위쪽에 길게 서술한 부분에 있다.
(4)Reference
1. Cyclodextrin chemistry V. 6 /Bender, Myrol/Springer
2. Principles of Modern Chemistry 5th Ed./Ruven, Trudy Smith/Tomson Learning

키워드

Cyclodextrin,   형광,   증가,   싸이클로덱스트린