一種新型磷酸二氫根熒光離子探針及制備方法與應(yīng)用
【專利摘要】一種用于磷酸二氫根離子檢測的熒光分子探針試劑，為羅丹明6G內(nèi)酰胺萘基衍生物，其與磷酸二氫根作用導(dǎo)致螺環(huán)打開，熒光上升來檢測磷酸二氫根離子。制備方法是：首先羅丹明6G與氨氣反應(yīng)生成羅丹明6G內(nèi)酰胺，繼續(xù)與1?萘異硫氰酸酯反應(yīng)生成羅丹明6G內(nèi)酰胺萘基衍生物。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明制備的羅丹明6G萘基衍生物，合成簡單方便，產(chǎn)率高，易于制備，適于放大合成及實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用。其作為新型磷酸二氫根陰離子熒光探針可以應(yīng)用于生物以及離子檢測領(lǐng)域。采用熒光光譜監(jiān)測手段，探針分子在乙腈和水混合溶液中顯示對于磷酸二氫根離子的專一性識別且靈敏度高，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【專利說明】一種新型磷酸二氫根熒光離子探針及制備方法與應(yīng)用 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于陰離子檢測的熒光分子探針領(lǐng)域，特別是一種用于磷酸二氫根離子檢 測的熒光分子探針試劑及其制備方法。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 熒光離子探針能夠?qū)㈦x子存在信息轉(zhuǎn)換成易被檢測的熒光信號，進(jìn)而獲得特定離 子的識別功能。在體系中與特定離子的相互作用會發(fā)生特定的物理化學(xué)變化，從而導(dǎo)致相 應(yīng)的熒光信號發(fā)生改變。熒光離子探針具有高靈敏度，簡單易行等諸多優(yōu)點(diǎn)。
[0003] 羅丹明類熒光分子由于具有摩爾消光系數(shù)高、光穩(wěn)定性好、熒光量子產(chǎn)率高、較長 的激發(fā)波長和發(fā)射波長等優(yōu)異的光物理和光化學(xué)性能，已成為制備熒光探針的理想材料之 一。羅丹明熒光探針主要用于檢測金屬陽離子方面，而對于檢測陰離子方面應(yīng)用較少。
[0004] 磷酸陰離子在生物以及生態(tài)系統(tǒng)中有著非常重要的影響，參與生物體內(nèi)的生命過 程，磷酸陰離子濃度過高會導(dǎo)致腎臟疾病以及高磷血病。水生態(tài)系統(tǒng)中磷酸陰離子的濃度 過高會導(dǎo)致水體的富營養(yǎng)化。因此發(fā)展磷酸二氫根陰離子的檢測方法對發(fā)展在水環(huán)境中具 有高選擇性的陰離子傳感分子具有重要的意義。但是現(xiàn)有的磷酸陰離子傳感器大多選擇性 較差，難于區(qū)分磷酸二氫根陰離子與醋酸根等其它陰離子(Chem.-Eur.J. 2008,14,9065-9073)。因此合成新型的磷酸二氫根陰離子熒光探針，無論在化學(xué)應(yīng)用還是理論研究上都是 十分重要的挑戰(zhàn)，本發(fā)明設(shè)計(jì)合成的羅丹明6G內(nèi)酰胺萘基衍生物對于磷酸二氫根有很好地 選擇性，在離子檢測領(lǐng)域以及生物領(lǐng)域展示了重要的應(yīng)用前景。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0005] 本發(fā)明的目的是針對上述技術(shù)分析和存在問題，提供一種用于磷酸二氫根離子檢 測的熒光分子探針試劑以及制備方法。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案：
[0007] 一種用于磷酸二氫根離子檢測的熒光分子探針試劑RH-nap，為羅丹明6G內(nèi)酰胺萘 基衍生物，其化學(xué)式為C37H34N4〇2S，結(jié)構(gòu)式為：
[0008]
[0009] -種所述用于磷酸二氫根離子檢測的熒光分子探針試劑的制備方法，步驟如下：
[0010] 1)羅丹明6G內(nèi)酰胺的制備
[0011] 羅丹明6G溶于甲醇中，回流0.5小時，通入氨氣，繼續(xù)回流反應(yīng)0.5小時，冷卻至室 溫，減壓抽濾，用甲醇洗滌2~3次，得粉紅色固體羅丹明6G內(nèi)酰胺。
[0012 ] 2)羅丹明6G內(nèi)酰胺萘基衍生物的制備
[0013] 羅丹明6G內(nèi)酰胺溶于干燥的N，N-二甲基甲酰胺，加入氫化鈉冰浴下反應(yīng)0.5小時， 以lmL/min的速度將1-萘異硫氰酸酯的N，N-二甲基甲酰胺溶液滴入，攪拌至完全溶解，升溫 至室溫繼續(xù)反應(yīng)2小時。將反應(yīng)液以2mL/min的速度滴入250mL蒸餾水中，用二氯甲烷萃取2 ~3次，合并有機(jī)層，干燥、過濾、減壓蒸餾濃縮至0.2mol/L，靜置析出黃色固體，抽濾，二氯 甲烷洗滌沉淀，真空干燥，得到羅丹明6G內(nèi)酰胺萘基衍生物。
[0014] 所述羅丹明6G、甲醇和氨氣的用量比為lmol:9L:100m3。
[0015] 所述羅丹明6G內(nèi)酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、氫化鈉和1-萘異硫氰酸酯的用量比為 lmol:8L:lmol:lmol〇
[0016] 所述N，N-二甲基甲酰胺反應(yīng)液與蒸餾水的容積比為1:5。
[0017] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:本發(fā)明制備的羅丹明6G萘基衍生物，合成簡單方便，產(chǎn)率高，易 于制備，適于放大合成及實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用。其作為新型磷酸二氫根陰離子熒光探針可以應(yīng)用 于生物以及離子檢測領(lǐng)域。采用熒光光譜監(jiān)測手段，探針分子在乙腈和水混合溶液中顯示 對于磷酸二氫根離子的專一性識別且靈敏度高，具有廣闊的應(yīng)用前景。 【【附圖說明】】
[0018] 圖1為該熒光離子探針試劑的合成路線示意圖。
[0019]圖2為ΙΟμΜ的RH-nap的乙腈和水體積比1:1混合溶液中加入當(dāng)量不同陰離子后的 熒光發(fā)射光譜。
[0020] 圖3為ΙΟμΜ的RH-nap的乙腈和水體積比1:1混合溶液中逐步加入磷酸二氫根離子 后的熒光發(fā)射光譜。 【【具體實(shí)施方式】】
[0021] 實(shí)施例：
[0022] 1)羅丹明6G內(nèi)酰胺中間體的制備
[0023] 將6.0g( 13.5mmol)羅丹明6G溶于120mL甲醇中，回流0.5小時，通入1.4L氨氣，繼續(xù) 回流反應(yīng)0.5小時。冷卻至室溫，減壓抽濾，用甲醇洗滌2~3次，得粉紅色固體羅丹明6G內(nèi)酰 胺，收率82.4%。
[0024] 2)羅丹明6G內(nèi)酰胺萘基衍生物的制備
[0025] 2.0g(4.8mmo 1)羅丹明6G內(nèi)酰胺溶于40mL干燥的N，N-二甲基甲酰胺，加入0.12g (4.8mmol)氫化鈉冰浴下反應(yīng)0.5小時。0.89g(4.8mmol) 1-萘異硫氰酸酯溶于10mL干燥的N, N-二甲基甲酰胺，以lmL/min的速度將1 -萘異硫氰酸酯的N，N-二甲基甲酰胺溶液滴入，升溫 至室溫繼續(xù)反應(yīng)2小時。將反應(yīng)液以2mL/min的速度滴入250mL水中，用二氯甲烷萃取2~3 次，合并有機(jī)層，干燥、過濾、減壓蒸餾濃縮至〇.2mol/L，靜置析出黃色固體，抽濾，二氯甲烷 洗滌沉淀，真空干燥，得到羅丹明6G內(nèi)酰胺萘基衍生物，收率47.1 %。熔點(diǎn)：227.2~231.5 Γ,Η NMR(CD3SOCD3,500MHz，TMS) :S = 1.20(t，6H，J = 7Hz) ;1.88(s，6H);3.12-3.07(m， 4H)；4.96(t,2H)；6.17(s,2H)；6.40(s,2H)；6.98-6.97(d,lH,J=9Hz)；7.42-7.39(t,lH,J = 7.5Hz)；7.51-7.45(m,3H)；7.59(t,lH,J = 7.5Hz)；7.65-7.54(d,lHJ = 7.5Hz)；7.69-7.67(d,lH,J = 8.5Hz)；7.84-7.82(m,lH)；8.04-8.03(d,lH,J = 7Hz)；12.30(s,1H).13C NMR (CD3S0CD3,500MHz，TMS):δ=14·70，17·33,37·93,55·30,69·41，96·08，107·04，117·88， 123.07,124.41,124.71,125.24,125.86,126.54,126.08,127.09,127.62,128.60,129.25， 129.36,134.20,134.85,135.68,147.75,151.02,155.08,169.64,179.47.2)。
[0026]本發(fā)明的具體應(yīng)用及效果如下：
[0027] RH-nap配成ΙΟμΜ的乙腈-水體積比1:1的溶液，用熒光分光光度計(jì)對其識別出卩〇4 一 性能進(jìn)行了研究。當(dāng)量加入不同的陰離子(F-，Cl-，Br-，I-，AcO-，CN-，HS〇4-，Η2Ρ〇4-，Ν〇3-)，如 圖2所示，只有在H2P0f存在時，熒光探針RH-nap的螺環(huán)打開，于561nm處出現(xiàn)很強(qiáng)的熒光發(fā) 射峰，溶液顏色變成粉紅色，而在等量的其它陰離子(F，Cr，Br' Γ，Ac(T，CN'HS〇4_，) 存在下熒光強(qiáng)度及溶液顏色均沒有明顯變化。如圖3所示，在RH-nap配成ΙΟμΜ的乙腈-水體 積比1:1的溶液中，分別加入不同當(dāng)量的Η 2Ρ〇4-(0,0·1，0·2,0·3,0·4,0·5,0·6,0·7,0·8， 0.9，1.0，1.1，1.2，1.5，1.75,2.0,2.25,2.5當(dāng)量），隨著!1 2?〇4-的濃度上升，溶液在55811111處 的熒光發(fā)射峰強(qiáng)度不斷增加，同時溶液顏色也由無色變成粉紅色，說明RH-nap對于磷酸二 氫根陰離子有很好的識別能力。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于憐酸二氨根離子檢測的巧光分子探針試劑RH-nap，其特征在于，該探針試 劑RH-nap為羅丹明6G內(nèi)酷胺糞基衍生物，其化學(xué)式為C37出4抓化S，結(jié)構(gòu)式為：〇2. -種如權(quán)利要求1所述用于憐酸二氨根離子檢測的巧光分子探針試劑畑-nap的制備 方法，其特征在于包括下述步驟： 1) 羅丹明6G內(nèi)酷胺的制備 羅丹明6G溶于甲醇中，回流0.5小時，通入氨氣，繼續(xù)回流反應(yīng)0.5小時，冷卻至室溫，減 壓抽濾，用甲醇洗涂2~3次，得粉紅色固體羅丹明6G內(nèi)酷胺，羅丹明6G的結(jié)構(gòu)式為：2) 羅丹明6G內(nèi)酷胺糞基衍生物的制備 羅丹明6G內(nèi)酷胺溶于干燥的N，N-二甲基甲酯胺，加入氨化鋼冰浴下反應(yīng)0.5小時，W ImL/min的速度將1-糞異硫氯酸醋的N，N-二甲基甲酯胺溶液滴入，攬拌至完全溶解，升溫至 室溫繼續(xù)反應(yīng)2小時，將反應(yīng)液W2mL/min的速度滴入250mL蒸饋水中，用二氯甲燒萃取2~3 次，合并有機(jī)層，干燥、過濾、減壓蒸饋濃縮至〇.2mol/L，靜置析出黃色固體，抽濾，二氯甲燒 洗涂沉淀，真空干燥，得到羅丹明6G內(nèi)酷胺糞基衍生物，即巧光分子探針試劑RH-nap。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述用于憐酸二氨根離子檢測的巧光分子探針試劑RH-nap的制備方 法，其特征在于:所述羅丹明6G、甲醇和氨氣的用量比為Imo 1: 9L: 100m3。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述用于憐酸二氨根離子檢測的巧光分子探針試劑RH-nap的制備方 法，其特征在于:所述羅丹明6G內(nèi)酷胺、N，N-二甲基甲酯胺、氨化鋼和1-糞異硫氯酸醋的用 量tk為Imol:8L:Imol:Imol。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述用于憐酸二氨根離子檢測的巧光分子探針試劑RH-nap的制備方 法，其特征在于:所述N，N-二甲基甲酯胺反應(yīng)液與蒸饋水的容積比為1:5。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述用于憐酸二氨根離子檢測的巧光分子探針試劑RH-nap的制備方 法，其特征在于其制備步驟如下：取2.0g羅丹明6G內(nèi)酷胺溶于40mL干燥的N，N-二甲基甲酯 胺，加入0.12g氨化鋼冰浴下反應(yīng)0.5小時，0.89g的1-糞異硫氯酸醋溶于lOmL干燥的N，N-二 甲基甲酯胺，WlmL/min的速度將1-糞異硫氯酸醋的N，N-二甲基甲酯胺溶液滴入，升溫至室 溫繼續(xù)反應(yīng)2小時，將反應(yīng)液W2mL/min的速度滴入250mL水中，用二氯甲燒萃取2~3次，合 并有機(jī)層，干燥、過濾、減壓蒸饋濃縮至〇.2mol/L，靜置析出黃色固體，抽濾，二氯甲燒洗涂 沉淀，真空干燥，得到羅丹明6G內(nèi)酷胺糞基衍生物，即巧光分子探針試劑RH-nap，收率 47.1%。7. -種如權(quán)利要求1所述用于憐酸二氨根離子檢測的巧光分子探針試劑畑-nap作為檢 測憐酸二氨根離子的用途。
【文檔編號】C09K11/06GK106083870SQ201610408177
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月7日
【發(fā)明人】胡志強(qiáng), 王鯤鵬, 陳紹晉, 顧瑩瑩, 牛翔
【申請人】青島科技大學(xué)