專利名稱：一種寬泛響應(yīng)范圍的pH熒光探針及其合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種pH熒光探針，特別涉及一種寬泛響應(yīng)范圍的pH熒光探針及其合成方法。
技術(shù)背景一些有機(jī)化合物的熒光或吸光性質(zhì)隨pH的變化可用來指示目標(biāo)介質(zhì)中酸堿性的改變 (Guilbault G G. Practical Fluorescence Theory, Methods and Techniques [M]. New York : Marcel Dekker， 1973 : 59. Udenfriend S. Fluorescence Assay in Biology and Medicine[M]. New York : Academic Press, 1962 : 470. Dement J. J. Chem. Educat. [J], 1953, 30 : 145. Wolfbeis O S， F rlinger E, Kroneis H et al. Fresenius z Anal. Chem. [J], 1983， 314 : 119.劉欣，王紅，張華山.分 析科學(xué)學(xué)報(bào)[J]， 2001, 17(4): 346.)。熒光法測定pH具有靈敏度高、可以采用緩和模式操作(這種 技術(shù)特別適合研究混濁和非均勻體系)、分析儀器的幾何設(shè)計(jì)更加靈活等特點(diǎn)。此外，利用各 種熒光參數(shù)(如熒光強(qiáng)度、熒光壽命等)的變化來測定pH值，不僅便于熒光顯微學(xué)研究，而且 可適時(shí)檢測細(xì)胞內(nèi)pH的動態(tài)分布和區(qū)域變化，引起了人們的關(guān)注(Srivastava A， Krishnamoorthy G. Anal. Biochem. [J], 1997， 249 : 140.)。目前關(guān)于pH熒光探針的研究相較其它 陽離子探針的研究還很不充分，無論是經(jīng)典的pH熒光探針還是最新的研究成果大多僅限于在 單一的酸性或者堿性條件下對pH值的有效檢測(Ceren N. Baki, Engin U. Akkaya. J. Org, Chem. 2001, 66 : 1512-1513. Mukulesh Baruah， Wenwu Qin, Nikola Basaric, Wim M. De Borggraeve， Noel Boens. J. Org. Chem., 2005, 70: 4152-4157. Francisco. Galindo, M. Isabel, Burguete， Laura Vigara> Santiago V. Luis, Nurul Kabir, Jelena Gavrilovic, and David A. Russell, Angew. Chem. Int. Ed. 2005,44， 6504^6508.);對能在酸、堿條件下都對pH值有良好響應(yīng)的熒光探針還較少見于 文獻(xiàn)報(bào)道(G. Nishimura^ Y. Shiraishi and T. Hirai, Cta. Com歸".，2005, 42， 5313-5315; A. S. Vasylevska, A. A. Karasyov, S. M. Borisov and C. Krause，爿ra/. 5/o a/. CTz柳.,2007, 387, 2131-2141. Y. Diaz-Fernandez, F. Fori, C. Mangano, P. Pallavicini， S. Patroni, A. Perez-Gramatges and S. Rodriguez隱Calvo, Cte肌五w: 2006, 12, 921-930; P. Pallavicini, V. Amendola, C. Masser^ E. Mundum and A. Taglietti， CA綴Co附附肌，2002， 20, 2452-2453.)。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)不足，而提供一種寬泛響應(yīng)范圍的pH熒光探針。本發(fā)明的另一目的是提供該種寬泛響應(yīng)范圍的pH熒光探針的合成方法。本發(fā)明解決問題采取的技術(shù)方案為一種寬泛響應(yīng)范圍的pH熒光探針，其特征在于該pH熒光探針的結(jié)構(gòu)為:所述的一種寬泛響應(yīng)范圍的pH熒光探針選用一種不同于經(jīng)典pH熒光探針的新型發(fā)光母 體2, 5-二芳基-4-氨基-1, 2, 4-三氮唑，其結(jié)構(gòu)式如下所述的一種寬泛響應(yīng)范圍的pH熒光探針的合成方法，包括以下步驟1) 按重量比2， 5-二芳基-4-氨基-1, 2, 4-三氮唑?；噭┛`酸劑=1: 3 5: 6~10的比例稱取原料，在有機(jī)溶劑中混合，加熱回流8 12h;2) 減壓蒸除溶劑，水洗至pH值為中性，得熒光探針粗品；3) 將熒光探針粗品以CH2C12:THF為淋洗液進(jìn)行柱層析分離，然后減壓蒸除溶劑， 真空干燥，得熒光探針純品。所述的一種寬泛響應(yīng)范圍的pH熒光探針的合成方法，步驟l)中所述的2， 5-二芳基-4-氨基-1, 2， 4-三氮唑?yàn)?, 5-二-(3-甲基苯基)-4-氨基-l， 2, 4-三氮唑，或者2， 5-二-(4-甲基苯基)-4-氨基-l,2,4-三氮唑，或者2,5-二-(3-(2， 3-二甲氧基苯甲酰氨基)苯基)-4-氨基-l，2，4-三氮唑， 或者2，5-二-(4-(2， 3-二甲氧基苯甲酰氨基)苯基)-4-氨基-l,2,4-三氮唑，或者2, 5-二-(3-(2-萘基乙炔基)苯基)-4-氨基-1, 2, 4-三氮唑，或者2, 5-二-(4-(2-萘基乙炔基)苯基)-4-氨基-1, 2, 4-三氮唑。 所述的一種寬泛響應(yīng)范圍的pH熒光探針的合成方法，步驟1)中所述的?；噭┦?, 3-二甲氧基苯甲酰氯；縛酸劑是三乙胺；有機(jī)溶劑是無水四氫呋喃，有機(jī)溶劑按重量比2，5-二 芳基-4-氨基-l，2,4-三氮唑有機(jī)溶劑=1: 30~50量取。所述的一種寬泛響應(yīng)范圍的pH熒光探針的合成方法，步驟3)中所述的淋洗液為 CH2C12:THF=10:1 v/v或CH2C12:THF=4:1 v/v或CH2C12:THF=8:1 v/v。通過改變反應(yīng)原料，分別用2， 5-二-(3-甲基苯基)-4-氨基-l， 2, 4-三氮唑、2， 5-二-(4-甲基苯 基)-4-氨基-l,2,4-三氮唑、2，5-二-(3-(2， 3-二甲氧基苯甲酰氨基)苯基)-4-氨基-1, 2, 4-三氮唑、 2, 5-二-(4-(2， 3-二甲氧基苯甲酰氨基)苯基)-4-氨基-1, 2， 4-三氮唑、2, 5-二-(3-(2-萘基乙炔基) 苯基)-4-氨基-l， 2， 4-三氮唑、2, 5-二-(4-(2-萘基乙炔基)苯基)-4-氨基-1, 2, 4-三氮唑，可以合成 出以下pH熒光探針NINc3本發(fā)明的有益效果是具有較高的熒光量子產(chǎn)率、熒光性能穩(wěn)定的特點(diǎn)，響應(yīng)范圍寬泛(pH-0.5 13.5)如附圖1，可以適用于諸多極端pH環(huán)境的pH值檢測，同時(shí)經(jīng)過進(jìn)一步修飾， 在4-氨基-l， 2, 4-三氮唑雜環(huán)氨基上引入可以對pH產(chǎn)生響應(yīng)的雙酰胺結(jié)構(gòu)以后，使得該類化 合物在分析化學(xué)、生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域具有重大的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。


圖1是本發(fā)明的熒光探針在？11=0.5~13.5范圍內(nèi)，熒光發(fā)射光譜隨pH值的變化情況，橫 坐標(biāo)為體系pH值，縱坐標(biāo)為熒光強(qiáng)度(counts)。圖2是本發(fā)明的熒光探針的單晶結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1一種寬泛響應(yīng)范圍的pH熒光探針的合成取2,5-二-(3-甲基苯基)-4-氨基-l,2,4-三氮唑1.3g、 2, 3-二甲氧基苯甲酰氯3.9g、 50ml無 水四氫呋喃、三乙胺5.5ml混合于單口燒瓶中，加熱回流8h，然后減壓蒸除溶劑，水洗至pH 值為中性，得熒光探針粗品；將熒光探針粗品柱層析分離(CH2Cl2:THF^0:l v/v)，減壓蒸除 溶劑，真空干燥，得熒光探針純品。實(shí)施例2一種寬泛響應(yīng)范圍的pH熒光探針的合成取2,5-二-(3-甲基苯基)-4-氨基-l，2,4-三氮唑1.3g、 2, 3-二甲氧基苯甲酰氯5.2g、 50ml無 水四氫呋喃、三乙胺7.3ml混合于單口燒瓶中，加熱回流8h，減壓蒸除溶劑，水洗至pH值 為中性，得熒光探針粗品；將熒光探針粗品柱層析分離(CH2Cl2:THF^0:l v/v)，減壓蒸除溶 劑，真空干燥，得熒光探針純品。實(shí)施例3一種寬泛響應(yīng)范圍的pH熒光探針的合成取2, 5-二-(3-甲基苯基)-4-氨基-l， 2， 4-三氮唑1.3g、 2, 3-二甲氧基苯甲酰氯6.5g、 50ml無 水四氫呋喃、三乙胺9.1ml混合于單口燒瓶中，加熱回流8h，減壓蒸除溶劑，水洗至pH值 為中性，得熒光探針粗品；將熒光探針粗品柱層析分離(CH2Cl2:THF40:l v/v),減壓蒸除溶 劑，真空干燥，得熒光探針純品。實(shí)施例4一種寬泛響應(yīng)范圍的pH熒光探針的合成取2,5-二-(4-甲基苯基)-4-氨基-l，2，4-三氮唑1.3g、 2, 3-二甲氧基苯甲酰氯3,9g、 50ml無 水四氫呋喃、三乙胺5.5ml混合于單口燒瓶中，加熱回流8h，減壓蒸除溶劑，水洗至pH值 為中性，得熒光探針粗品；將熒光探針粗品柱層析分離(CH2Cl2:THF40:l v/v),減壓蒸除溶 劑，真空干燥，得熒光探針純品。實(shí)施例5一種寬泛響應(yīng)范圍的pH熒光探針的合成取2, 5-二-(4-甲基苯基)斗氨基-l， 2, 4-三氮唑1.3g、 2， 3-二甲氧基苯甲酰氯5.2g、 50ml無 水四氫呋喃、三乙胺7.3ml混合于單口燒瓶中，加熱回流8h，減壓蒸除溶劑，水洗至pH值 為中性，得熒光探針粗品；將熒光探針粗品柱層析分離(CH2Cl2:THF-10:l v/v)，減壓蒸除溶 劑，真空干燥，得熒光探針純品。實(shí)施例6一種寬泛響應(yīng)范圍的pH熒光探針的合成取2,5_二_(4-甲基苯基)-4-氨基-1,2,4-三氮唑L3g、 2，3-二甲氧基苯甲酰氯6.5g、 50ml無 水四氫呋喃、三乙胺9.1ml混合于單口燒瓶中，加熱回流8h，減壓蒸除溶劑，水洗至pH值 為中性，得熒光探針粗品；將熒光探針粗品柱層析分離(CH2Cl2:THF40:l v/v)，減壓蒸除溶 劑，真空干燥，得熒光探針純品。實(shí)施例7一種寬泛響應(yīng)范圍的pH熒光探針的合成去2, 5-二-(3-(2, 3-二甲氧基苯甲酰氨基)苯基)-4-氨基-l， 2， 4-三氮唑1.2g、2, 3-二甲氧基苯 甲酰氯3.6g、 50ml無水四氫呋喃、三乙胺5.0ml混合于單口燒瓶中，加熱回流10h，減壓蒸 除溶劑，水洗至pH值為中性，得熒光探針粗品；將熒光探針粗品柱層析分離(CH2Cl2:THF-4:l v/v)，減壓蒸除溶劑，真空干燥，得熒光探針純品。實(shí)施例8一種寬泛響應(yīng)范圍的pH熒光探針的合成取2, 5-二-(3-(2, 3-二甲氧基苯甲酰氨基)苯基)-4-氨基-l， 2, 4-三氮唑l,2g、2, 3-二甲氧基苯 甲酰氯4.8g、 50ml無水四氫呋喃、三乙胺6.7ml混合于單口燒瓶中，加熱回流10h，減壓蒸 除溶劑，水洗至pH值為中性，得熒光探針粗品；將熒光探針粗品柱層析分離(CH2Cb:THF-4:l v/v)，減壓蒸除溶劑，真空干燥，得熒光探針純品。實(shí)施例9一種寬泛響應(yīng)范圍的pH熒光探針的合成取2, 5-二-(3-(2, 3-二甲氧基苯甲酰氨基)苯基)-4-氨基-1, 2， 4-三氮唑1.2g、2， 3-二甲氧基苯 甲酰氯6.0g、 50ml無水四氫呋喃、三乙胺8.4ml混合于單口燒瓶中，加熱回流10h，減壓蒸 除溶劑，水洗至pH值為中性，得熒光探針粗品；將熒光探針粗品柱層析分離(CH2Cl2:THF二4:l v/v)，減壓蒸除溶劑，真空干燥，得熒光探針純品。實(shí)施例10一種寬泛響應(yīng)范圍的pH熒光探針的合成取2, 5-二-(4-(2, 3-二甲氧基苯甲酰氨基)苯基)-4-氨基-l， 2,4-三氮唑1.2g、2, 3-二甲氧基苯 甲酰氯3.6g、 50ml無水四氫呋喃、三乙胺5,0ml混合于單口燒瓶中，加熱回流10h，減壓蒸 除溶劑，水洗至pH值為中性，得熒光探針粗品；將熒光探針粗品柱層析分離(CH2Cl2:THF-4:l Wv)，減壓蒸除溶劑，真空干燥，得熒光探針純品。實(shí)施例11一種寬泛響應(yīng)范圍的pH熒光探針的合成取2, 5-二-(4-(2, 3-二甲氧基苯甲酰氨基)苯基)-4-氨基-l， 2, 4-三氮唑1.2g、2, 3-二甲氧基苯 甲酰氯4.8g、 50ml無水四氫呋喃、三乙胺6.7ml混合于單口燒瓶中，加熱回流10h，減壓蒸 除溶劑，水洗至pH值為中性，得熒光探針粗品；將熒光探針粗品柱層析分離(CH2Cl2:THF-4:l v/v)，減壓蒸除溶劑，真空干燥，得熒光探針純品。實(shí)施例12一種寬泛響應(yīng)范圍的pH熒光探針的合成取2, 5-二-(4-(2, 3-二甲氧基苯甲酰氨基)苯基)-4-氨基-1, 2， 4-三氮唑L2g、2, 3-二甲氧基苯 甲酰氯6.0g、 50ml無水四氫呋喃、三乙胺8.4ml混合于單口燒瓶中，加熱回流10h，減壓蒸 除溶劑，水洗至pH值為中性，得熒光探針粗品；將熒光探針粗品柱層析分離(CH2Cl2:THF-4:l v/v),減壓蒸除溶劑，真空干燥，得熒光探針純品。實(shí)施例13一種寬泛響應(yīng)范圍的pH熒光探針的合成取2， 5-二-(3-(2-萘基乙炔基)苯基)-4-氨基-1, 2, 4-三氮唑l.lg、 2, 3-二甲氧基苯甲酰氯 3.3g、 50ml無水四氫呋喃、三乙胺4.6ml混合于單口燒瓶中，加熱回流12h，減壓蒸除溶劑， 水洗至pH值為中性，得熒光探針粗品；將熒光探針粗品柱層析分離(CH2Cl2:THF:8:l v/v)， 減壓蒸除溶劑，真空干燥，得熒光探針純品。實(shí)施例14一種寬泛響應(yīng)范圍的pH熒光探針的合成取2, 5-二-(3-(2-萘基乙炔基)苯基)-4-氨基-1, 2, 4-三氮唑l.lg、 2, 3 —二甲氧基苯甲酰氯 4.4g、 50ml無水四氫呋喃、三乙胺6.2ml混合于單口燒瓶中，加熱回流12h，減壓蒸除溶劑， 水洗至pH值為中性，得熒光探針粗品；將熒光探針粗品柱層析分離(CH2Cl2:THF-8:l v/v)， 減壓蒸除溶劑，真空干燥，得熒光探針純品。實(shí)施例15一種寬泛響應(yīng)范圍的pH熒光探針的合成取2, 5-二-(3-(2-萘基乙炔基)苯基)-4-氨基-1, 2, 4-三氮唑l.lg、 2, 3-二甲氧基苯甲酰氯 5.5g、 50ml無水四氫呋喃、三乙胺7.7ml混合于單口燒瓶中，加熱回流12h，減壓蒸除溶劑， 水洗至pH值為中性，得熒光探針粗品；將熒光探針粗品柱層析分離(CH2Cl2:THF-8:l v/v)， 減壓蒸除溶劑，真空干燥，得熒光探針純品。實(shí)施例16一種寬泛響應(yīng)范圍的pH熒光探針的合成取2， 5-二-(4-(2-萘基乙炔基)苯基)-4-氨基-1, 2， 4-三氮唑l.lg、 2, 3-二甲氧基苯甲酰氯 3.3g、 50ml無水四氫呋喃、三乙胺4.6ml混合于單口燒瓶中，加熱回流12h，減壓蒸除溶劑， 水洗至pH值為中性，得熒光探針粗品；將熒光探針粗品柱層析分離(CH2Cl2:THF二8:l v/v)， 減壓蒸除溶劑，真空干燥，得熒光探針純品。實(shí)施例17一種寬泛響應(yīng)范圍的pH熒光探針的合成取2， 5-二-(4-(2-萘基乙炔基)苯基)-4-氨基-1, 2， 4-三氮唑1。lg、 2, 3-二甲氧基苯甲酰氯 4.4g、 50ml無水四氫呋喃、三乙胺6.2ml混合于單口燒瓶中，加熱回流12h，減壓蒸除溶劑， 水洗至pH值為中性，得熒光探針粗品；將熒光探針粗品柱層析分離(CH2Cl2:THF-8:l v/v)， 減壓蒸除溶劑，真空干燥，得熒光探針純品。實(shí)施例18一種寬泛響應(yīng)范圍的pH熒光探針的合成取2, 5-二-(4-(2-萘基乙炔基)苯基)-4-氨基-1, 2， 4-三氮唑l.lg、 2, 3-二甲氧基苯甲酰氯 5.5g、 50ml無水四氫呋喃、三乙胺7.7ml混合于單口燒瓶中，加熱回流12h，減壓蒸除溶劑， 水洗至pH值為中性，得熒光探針粗品；將熒光探針粗品柱層析分離(CH2Cb:THF-8:l v/v)， 減壓蒸除溶劑，真空干燥，得熒光探針純品。
權(quán)利要求
1、一種寬泛響應(yīng)范圍的pH熒光探針，其特征在于該pH熒光探針的結(jié)構(gòu)為
2、 按照權(quán)利要求l所述的一種寬泛響應(yīng)范圍的pH熒光探針的合成方法，其特征是，包括以下步驟1) 按重量比2， 5-二芳基-4-氨基-1, 2, 4-三氮唑?；噭┛`酸劑=1: 3 5: 6 10 的比例稱取原料，在有機(jī)溶劑中混合，加熱回流8 12h;2) 減壓蒸除溶劑，水洗至pH值為中性，得熒光探針粗品；3) 將熒光探針粗品以CH2C12:THF為淋洗液進(jìn)行柱層析分離，然后減壓蒸除溶劑， 真空干燥，得熒光探針純品。
3、 按照權(quán)利要求2所述的一種寬泛響應(yīng)范圍的pH熒光探針的合成方法，其特征是，步 驟1 )中所述的2, 5-二芳基-4-氨基-l， 2, 4-三氮唑?yàn)?, 5-二-(3-甲基苯基)-4-氨基-l， 2, 4-三氮唑， 或者2, 5-二-(4-甲基苯基)-4-氨基-l,2,4-三氮唑，或者2, 5-二-(3-(2, 3-二甲氧基苯甲酰氨基) 苯基)-4-氨基-l,2，4-三氮唑，或者2， 5-二-(4-(2， 3-二甲氧基苯甲酰氨基)苯基)-4-氨基-1, 2， 4-三氮唑，或者2,5-二-(3-(2-萘基乙塊基)苯基)-4-氨基-1,2，4-三氮挫，或者2, 5-二-(4-(2-萘基乙 炔基)苯基)-4-氨基-l， 2， 4-三氮唑。
4、 按照權(quán)利要求2所述的一種寬泛響應(yīng)范圍的pH熒光探針的合成方法，其特征是，步 驟l)中所述的酰化試劑是2， 3-二甲氧基苯甲酰氯；縛酸劑是三乙胺；有機(jī)溶劑是無水四氫 呋喃，有機(jī)溶劑按重量比2,5-二芳基-4-氨基-1,2,4-三氮唑有機(jī)溶劑=1: 30~50量取。
5、 按照權(quán)利要求2所述的一種寬泛響應(yīng)范圍的pH熒光探針的合成方法，其特征是，步 驟3)中所述的淋洗液為CH2C12:THF=10:1 v/v或CH2C12:THF=4:1 v/v或CH2C12:THF=8:1 v/v。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種寬泛響應(yīng)范圍的pH熒光探針，該pH熒光探針的結(jié)構(gòu)為右式(I)和(II)，該pH熒光探針具有較高的熒光量子產(chǎn)率、熒光性能穩(wěn)定的特點(diǎn)，且響應(yīng)范圍寬泛(pH＝0.5～13.5)。
文檔編號C07D249/08GK101607945SQ20091001733
公開日2009年12月23日 申請日期2009年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月27日
發(fā)明者劉啟奎, 董育斌, 馬建平 申請人:山東師范大學(xué)