高效制備比色探針的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及作為氟離子比色探針的4-叔丁基二苯基硅氧基苯乙烯類化合物的高 效制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在環(huán)境和生物體中，陰離子是無處不在的，它存在于環(huán)境中的空氣、水以及土壤， 存在于人體的器官、細(xì)胞，甚至是細(xì)胞液中，它在環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)中扮演著極其重要的角 色。而作為陰離子中最小的氟離子，是生物生命活動的必需元素，在牙齒保健和治療骨質(zhì)疏 松癥等方面有著重要作用。為了人體中能夠含有足量的氟離子，人們將它作為一種重要的 添加劑，常用于牙膏、藥物和飲用水中。然而，過量的氟不僅對水生生物和植物有毒性作用， 也會造成嚴(yán)重的人體健康問題。例如較高濃度的氟化鈉（NaF)可以干擾正常的細(xì)胞代謝。 急性攝入大劑量或長期攝入低劑量的氟，可以導(dǎo)致急性胃病和腎功能紊亂、牙齒和骨骼慢 性中毒、結(jié)石病，嚴(yán)重的甚至可以導(dǎo)致死亡。目前，全世界仍然有許多人在飲用含有高氟的 水源，這對人類的健康產(chǎn)生了威脅。
[0003] 鑒于此，研究一種能夠檢測氟離子存在和含量的方法，不管在臨床疾病的治療、保 護(hù)環(huán)境還是學(xué)術(shù)研究方面都有著極其重要的作用。雖然檢測氟離子的方法有很多，但不幸 的是毛細(xì)管電泳法靈敏度低，氟離子選擇性電極的重現(xiàn)性差，氟離子核磁共振的成本高，嚴(yán) 重限制了其應(yīng)用和發(fā)展。由于比色探針操作簡單，成本低廉，甚至可以將分子識別信號轉(zhuǎn)換 成顏色的變化，不需要昂貴的儀器直接可以裸眼觀察，因此，比色探針與其他識別方法相比 具有顯著優(yōu)勢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本領(lǐng)域急需一種制備簡單的快速高選擇性氟離子比色探針，從而能夠有效檢測氟 離子。為此，本發(fā)明合成了一類新穎的氟離子比色探針，其合成簡單、穩(wěn)定性高、和/或選擇 性高，和/或能夠快速識別氟離子。
[0005] 具體而言，本發(fā)明涉及一種氟離子比色探針，其為4-叔丁基二苯基硅氧基苯乙烯 類化合物。
[0006] 本發(fā)明還提供了氟離子比色探針的制備方法，其是通過將相應(yīng)的4-叔丁基二苯 基硅氧基苯甲醛類化合物與2-氰基苯并噻唑類化合物反應(yīng)制得。
[0007] 在本發(fā)明的氟離子比色探針的制備方法中，反應(yīng)溫度是20~100°C;反應(yīng)時間是 2h~10h;4_叔丁基二苯基硅氧基苯甲醛類化合物與2-氰基苯并噻唑類化合物的摩爾比 為約1 :1至5 :1。
[0008] 本發(fā)明的氟離子比色探針可與氟離子進(jìn)行作用，產(chǎn)生吸收光譜的變化（同時伴隨 著不同的顏色變化），從而實現(xiàn)對氟離子的定量檢測。
[0009] 具體而言，本發(fā)明的氟離子比色探針分別與其他陰離子進(jìn)行作用均不能導(dǎo)致吸收 光譜的明顯改變，從而實現(xiàn)對氟離子的選擇性識別，進(jìn)而可任選地用于排除其他陰離子的 存在對氟離子的定量測定的干擾。
[0010] 可選擇地，本發(fā)明的氟離子比色探針的穩(wěn)定性好，進(jìn)而能夠長期保存使用。
[0011] 進(jìn)一步的，本發(fā)明的氟離子比色探針是快速高選擇性氟離子比色探針，且合成簡 單，有利于商業(yè)化的推廣應(yīng)用。
【附圖說明】
[0012] 圖1 (圖la和圖lb)是不同濃度NaF(0~200yM)對探針（10yM)吸收光譜的影 響。
[0013] 圖2是不同分析物（100yM)對探針（10yM)吸收光譜的影響。
[0014] 圖3是不同分析物（100yM)對探針（10yM)吸收光譜法定量分析NaF(100yM) 的影響。
【具體實施方式】：
[0015] 本發(fā)明提出了上述快速高選擇性氟離子比色探針的合成路線、方法及其光譜性 能。
[0016] 本發(fā)明的氟離子比色探針是一類4-叔丁基二苯基硅氧基苯乙烯類化合物，其具 有以下結(jié)構(gòu)
[0017]
〇
[0018] 本發(fā)明的氟離子比色探針的合成路線和方法如下：
[0020] 本發(fā)明的快速高選擇性識別氟離子比色探針的顯著特征是能夠快速高選擇性地 識別氟離子，和/或在其他高濃度陰離子的存在下能夠準(zhǔn)確對氟離子進(jìn)行定量分析。重要 的是，本發(fā)明的氟離子比色探針還能夠用"裸眼"觀察的方式進(jìn)行定性和定量分析。
[0021] 下面將通過借助以下實施例來更詳細(xì)地說明本發(fā)明。以下實施例僅是說明性的， 應(yīng)該明白，本發(fā)明并不受下述實施例的限制。
[0022] 實施例1
[0023]
[0024](方案1)將174mg(l. Ommol) 2-氰基苯并噻唑、361mg(l. Ommol) 4-叔丁基二苯基 硅氧基苯甲醛和50 y L三乙胺溶于20mL乙醇中，25 °C下攪拌反應(yīng)8h后，減壓過濾得到粗產(chǎn) 品，然后使用二氯甲烷和石油醚的混合體系（v/V，1:1)進(jìn)行柱色譜分離，得到淡黃色純凈 產(chǎn)品310mg，產(chǎn)率為60%。
[0025](方案2)將174mg(1.Ommol)2-氛基苯并噻唑、542mg(1. 5mmol)4-叔丁基二苯基 硅氧基苯甲醛和50yL三乙胺溶于20mL乙醇中，25 °C下攪拌反應(yīng)8h后，減壓過濾得到粗產(chǎn) 品，然后使用二氯甲烷和石油醚的混合體系（v/V，1:1)進(jìn)行柱色譜分離，得到淡黃色純凈 產(chǎn)品372mg，產(chǎn)率為72%。
[0026](方案3)將174mg (1. Ommol) 2-氛基苯并噻唑、542mg (1. 5mmol) 4-叔丁基二苯基 硅氧基苯甲醛和50 iiL哌啶溶于20mL乙醇中，25 °C下攪拌反應(yīng)8h后，減壓過濾得到粗產(chǎn) 品，然后使用二氯甲烷和石油醚的混合體系（v/V，1:1)進(jìn)行柱色譜分離，得到淡黃色純凈 產(chǎn)品419mg，產(chǎn)率為81%。
[0027](方案4)將174mg(1.0mmol)2-氰基苯并噻唑、722mg(2.0mmol)4-叔丁基二苯基 硅氧基苯甲醛和50 iiL哌啶溶于20mL乙醇中，25 °C下攪拌反應(yīng)8h后，減壓過濾得到粗產(chǎn) 品，然后使用二氯甲烷和石油醚的混合體系（v/V，1:1)進(jìn)行柱色譜分離，得到淡黃色純凈 產(chǎn)品455mg，產(chǎn)率為88%。
[0028](方案5)將174mg (1. Ommol) 2-氛基苯并噻唑、1083mg (3. Ommol) 4-叔丁基二苯基 硅氧基苯甲醛和50 iiL哌啶溶于20mL乙醇中，25 °C下攪拌反應(yīng)8h后，減壓過濾得到粗產(chǎn) 品，然后使用二氯甲烷和石油醚的混合體系（v/V，1:1)進(jìn)行柱色譜分離，得到淡黃色純凈 產(chǎn)品48lmg，產(chǎn)率為93%。
[0029] 'H-NMR (400MHz, CDC13) 8 (*1〇6)：1. 04 (s, 9H), 6. 77 (d, J = 8. 0Hz, 2H), 7. 29-7. 4 1 (m, 8H), 7. 63 (d, J = 8. 0Hz, 4H), 7. 72-7. 77 (m, 3H), 7. 94 (d, J = 8. 0Hz, 1H), 7. 98 (s, 1H)； 13C-NMR(100MHz, CDC13) S (*l〇6) : 18. 51，25. 44, 101. 43, 116. 01，119. 70, 120. 61，122. 36, 1 24. 58, 124. 73, 125. 83, 126. 76, 127. 05, 129. 33, 130. 97, 131. 54, 133. 78, 134. 43, 145. 57, 1 52. 62, 158. 56, 162. 43. ESI-MS計算值C32H29N20SSi [M+H]+517 ;實測值517。
[0030] 實施例2
[0031] 本發(fā)明的發(fā)明人進(jìn)行了如下測試：(a)不同濃度NaF(0~200yM)對探針（10yM) 吸收光譜的影響；(b) 485nm處的吸收強(qiáng)度與加入的NaF濃度（0, 1，2, 4, 6, 8, 10, 15, 20, 30， 40, 60yM)之間的線性關(guān)系。上述測定是在乙腈中進(jìn)行的，且所有光譜測試都是在25°C下 NaF加入作用20min后測得的。結(jié)果參見圖1。
[0032] 從圖1可以看出，伴隨著探針溶液中NaF濃度的增加，吸收光譜逐漸升高，且在 0~60yMNaF濃度范圍內(nèi)和吸收值成良好的線性關(guān)系。因此，本發(fā)明的探針能較精確地確 定待測血液樣本或環(huán)境中氟離子的含量。
[0033] 實施例3
[0034] 不同分析物（100yM)對探針（10yM)吸收光譜的影響。分析物包括：氯離子Cl、 溴咼子Br、碘咼子I、硫酸根咼子S042、硝酸根咼子N03、亞硝酸根咼子N02、硫氰酸根咼子 SCN和氟離子F，它們的濃度均為lOOiiM。所有測試條件是在乙腈中完成，且所有光譜都 是在25°C下分析物加入作用20min后測得的。移取50yL的探針儲備液（lmM)放進(jìn)5mL比 色管中，然后加入3mL乙腈，再移取50yL上述分析物儲備液（10mM)加入比色管內(nèi)，然后用 乙腈定容至5mL。搖勾，靜置20min，即可測定。結(jié)果如圖2所示。
[0035] 從圖2可以看出，探針對氟離子具有很高的選擇性，能夠?qū)Ｒ恍缘睾头x子進(jìn)行 反應(yīng)。在乙腈溶液中，與其他分析物相比，所以探針與氟離子反應(yīng)后，吸收光譜有明顯升高； 而生物體內(nèi)存在的其他常見陰離子與探針作用后吸收強(qiáng)度并不發(fā)生明顯變化。
[0036] 雖然用上述實施方式描述了本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)理解的是，在不背離本發(fā)明的精神的前 提下，本發(fā)明可進(jìn)行進(jìn)一步的修飾和變動，且這些修飾和變動均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之 內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 制備用于檢測氟離子的檢測探針的方法，其包括將2-氰基苯并噻唑、4-叔丁基二苯 基硅氧基苯甲醛和三乙胺溶于乙醇中，在15-25Γ下攪拌反應(yīng)一段時間后進(jìn)行分離，其中化 學(xué)反應(yīng)的方程式如下：且其中2-氰基苯并噻唑與4-叔丁基二苯基硅氧基苯甲醛的摩爾比為1 :2至1 :3。2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述方法是在25°C下攪拌進(jìn)行的。3. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中2-氰基苯并噻唑和4-叔丁基二苯基硅氧基苯甲醛的 摩爾比是1 :2。4. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中2-氰基苯并噻唑和4-叔丁基二苯基硅氧基苯甲醛的 摩爾比是1 :3。5. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中的反應(yīng)時間是8 - 10小時。6. 根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中的反應(yīng)時間是8小時。7. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中的分離是通過過濾和色譜層析進(jìn)行的。
【專利摘要】本發(fā)明涉及高效制備比色探針的方法。在本發(fā)明的方法中，反應(yīng)溫度是20～100℃；反應(yīng)時間是2h～10h；4-叔丁基二苯基硅氧基苯甲醛類化合物與2-氰基苯并噻唑類化合物的摩爾比為約1：1至5：1。本發(fā)明的方法能夠快速高效地合成測定氟離子的比色探針，這類探針不僅能夠高選擇性地識別氟離子而且能夠用裸眼觀察的方式對氟離子進(jìn)行定量和定性分析。本發(fā)明的方法在室溫下就可以完成，只需一步反應(yīng)，合成簡單。
【IPC分類】G01N21/31, C07F7/18, G01N21/78
【公開號】CN105153217
【申請?zhí)枴緾N201510534774
【發(fā)明人】葉龍武, 郭艷
【申請人】晉江尚京富本環(huán)?？萍加邢薰?br>【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年8月27日