來自羅丹明b、二亞乙基三胺和異硫氰酸苯酯的螢光探針及其製備方法和應用的製作方法
2023-10-22 03:31:42
來自羅丹明b、二亞乙基三胺和異硫氰酸苯酯的螢光探針及其製備方法和應用的製作方法
【專利摘要】本發明公開了來自羅丹明B、二亞乙基三胺和異硫氰酸苯酯的螢光探針及其製備方法和應用。具體而言，本發明首先使羅丹明B與二亞乙基三胺反應以形成性質穩定的螺環醯胺結構並引入含氮橋聯片段，再與異硫氰酸苯酯反應以引入硫原子。利用汞離子的親硫性，通過上述方案獲得的新型羅丹明B-苯基硫脲衍生物（即汞離子螢光探針RDTU）的每一個分子能夠結合兩個汞離子，因而具備較高的選擇性和檢測靈敏度。該螢光探針分子可以在中性緩衝溶液，特別是水相中進行檢測。另外，該螢光探針分子還可以檢測來自氯化汞的汞離子，具有更好的實用性。
【專利說明】來自羅丹明B、二亞乙基三胺和異硫氰酸苯酯的螢光探針 及其製備方法和應用
【技術領域】
[0001] 本發明屬於有機合成領域，具體涉及一種作為螢光探針材料使用的羅丹明B-苯 基硫脲衍生物及其製備方法與應用。
【背景技術】
[0002] 汞是出現頻率和毒性均名列前茅的重金屬，影響範圍較廣，毒性較強。由於其對 於功能蛋白質和酶中的硫醇基團具有較高的親和性，汞或其衍生物通常會導致細胞發生功 能失調，進而引發後續的健康問題(參見M. Harada, Minamata disease: methylmercury poisoning in Japan caused by environmental pollution, Crit. Rev. Toxicol., 1962，2:40-57)。不幸的是，汞汙染能夠發生於一系列天然和人為環境中，例如海嘯或火山 噴發、金礦開採以及燃油廢料。因此，有效地檢測或監控生物樣品或環境樣品中的汞已成為 近年來相關領域的研究熱點。
[0003] 由於具有突出的優點，螢光探針在生命科學、環境科學、材料科學、信息科學等多 個領域顯示出良好的應用前景。其中，羅丹明及其衍生物是一類重要的咕噸型螢光染料。 由於苯環間氧橋的存在，羅丹明分子具有剛性平面結構，使分子結構穩定性增強，在激發光 的作用下能在紅色可見光區(波長500 ~ 700 nm)產生強烈的螢光，受樣品背景幹擾相對較 少，是生物分析中常用的螢光染料。
[0004] 自1997年Czarnik等首次報導了羅丹明類螢光探針及其開環反應的開創性工 作以後（參見 V. Dujols, F. Ford 和 A. W. Czarnik, A long-wavelength fluorescent chemodosimeter selective for Cu (II) ion in water, J. Am. Chem. Soc. , 1997, 119:7386-7387)，羅丹明衍生物受到廣泛的關注，成為重金屬和過渡金屬陽離子螢光探針 領域研究的熱點。總結基於羅丹明的金屬離子螢光探針，羅丹明獨特的螺環結構和螢光性 質在金屬離子探針的設計過程中具有重要作用，通過不同的橋接基團引入多樣化的識別 基團可實現對金屬離子的選擇性識別和檢測（參見J-S. mi，I-C. Hwang，K-S. Kim和 J-S. Kim, Rhodamine-based Hg-selective chemodosimeter in aqueous solution: fluorescent off-on，Crg. Zeii·，2007，9(5):907-910 以及 Liu Y·，Lv X·，Zhao Y. , Chen M. , Liu J. , Wang P.,和 Guo ff. A naphthalimide-rhodamine ratiometric fluorescent probe for Hg2+ based on fluorescence resonance energy transfer., Dyes Pigments, 2012, 92: 909-915)〇
[0005] 然而，已報導的Hg2+螢光探針大多數是一個探針分子結合一個Hg2+，而且有的螢光 探針對於Hg 2+的選擇性較差，靈敏度不高；有的選擇性好、靈敏度高，但水溶性差，無法在水 相中完成檢測；或者有的選擇性好、靈敏度高，但合成困難。因此亟須一種新穎的、選擇性 高、靈敏度高且能在水相中使用的羅丹明型Hg 2+螢光探針。
【發明內容】
[0006] 為了克服現有技術中的上述缺陷，本發明旨在提供一種來自羅丹明B、二亞乙基三 胺和異硫氰酸苯酯的螢光探針及其製備方法和應用。
[0007] 本發明的核心在於改變羅丹明B的細部結構，先使其與二亞乙基三胺反應以形成 性質穩定的螺環醯胺結構並引入含氮橋聯片段，再與異硫氰酸苯酯反應以引入硫原子。利 用Hg2+的親硫性，通過上述方案獲得的新型羅丹明B-苯基硫脲衍生物RDTU (即羅丹明型 Hg2+螢光探針RDTU)的每一個分子能夠結合兩個Hg2+，因而具備較高的選擇性和檢測靈敏 度。
[0008] 首先，為了達到上述目的，本發明提供了一種如式（I)所示的羅丹明B-苯基硫脲 衍生物，
【權利要求】
1. 一種如式（I)所示的羅丹明B-苯基硫脲衍生物，
2. -種製備如權利要求1所述的羅丹明B-苯基硫脲衍生物的方法，其包括以下步驟： 1) 將羅丹明B溶於反應溶劑A中，然後按照羅丹明B與二亞乙基三胺的摩爾比為1: 5?8 的用量逐滴滴加二亞乙基三胺，滴加完畢後在65?85°C下加熱反應:Γ10小時，冷卻至室溫， 減壓除去溶劑後用水洗滌，過濾，得到螺環醯胺中間體，
2) 將步驟1)中獲得的螺環醯胺中間體和異硫氰酸苯酯按照1:2飛的摩爾比溶於反應 溶劑Β中，在2(T50°C的條件下攪拌反應0. 5飛小時，冷卻至室溫，減壓除去溶劑後，經過純 化得到羅丹明B-苯基硫脲衍生物，
3. 根據權利要求2所述的方法，其特徵在於：步驟1)中所述羅丹明B與二亞乙基三胺 的摩爾比為1:7。
4. 根據權利要求2所述的方法，其特徵在於：步驟1)中所述反應溶劑A選自甲醇、乙 醇、異丙醇中的任意一種。
5. 根據權利要求2所述的方法，其特徵在於：步驟1)的反應溫度為81 °C，反應時間為 3小時。
6. 根據權利要求2所述的方法，其特徵在於：步驟2)中所述螺環醯胺中間體與異硫氰 酸苯酯的摩爾比為1:6。
7. 根據權利要求2所述的方法，其特徵在於：步驟2)中所述反應溶劑B選自四氫呋喃、 乙腈中的任意一種。
8. 根據權利要求2所述的方法，其特徵在於：步驟2)的反應溫度為20°C，反應時間為 0. 5小時。
9. 根據權利要求2所述的方法，其特徵在於：步驟2)中所述純化為矽膠柱層析純化， 洗脫劑採用體積比為1:2的乙酸乙酯/石油醚混合液。
10. 根據權利要求1所述的羅丹明B-苯基硫脲衍生物用於檢測Hg2+的用途。
【文檔編號】C07D491/107GK104098581SQ201410341346
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月17日 優先權日:2014年7月17日
【發明者】徐冬梅, 劉愛風, 洪苗苗 申請人:蘇州大學