中氮茚羅丹明酰肼類銅離子比率熒光探針及其應(yīng)用的制作方法

本發(fā)明涉及有機(jī)小分子熒光探針領(lǐng)域，尤其涉及一種Cu²⁺比率熒光探針中氮茚取代的羅丹明酰肼及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

羅丹明熒光染料因其吸收和發(fā)射均在可見光區(qū)域, 熒光量子產(chǎn)率高,摩爾消光系數(shù)大,光穩(wěn)定性高,合成簡便等,結(jié)構(gòu)修飾后被廣泛應(yīng)用于進(jìn)行檢測金屬離子的熒光探針或化學(xué)傳感器的研究。

Cu²⁺是人體內(nèi)繼鐵、鋅之后第三豐富的過渡金屬元素。它在許多生理過程中扮演著非常重要的角色,適量的銅能夠促進(jìn)鐵元素的吸收,因此銅含量減少有可能導(dǎo)致貧血性疾病。Cu²⁺能參與體內(nèi)酶反應(yīng),酶轉(zhuǎn)錄及一些氧化還原過程,同時(shí)還與人處于壓力與恐慌下的生理反應(yīng)密切相關(guān)。若體內(nèi)Cu²⁺的代謝不正常,則可能導(dǎo)致各種疾病,如Menkes綜合癥, 家族性肌萎縮癥,Wilson綜合癥,阿爾茨海默氏癥等。當(dāng)人體內(nèi)Cu²⁺含量過高,又會(huì)對生物體產(chǎn)生巨大的毒害作用。因此，對人體內(nèi)銅離子的定性和定量檢測成為近年來化學(xué)工作者們非常關(guān)注的領(lǐng)域。然而，目前銅離子探針幾乎全部為單一的信號(hào)增強(qiáng)或減弱型探針，具有兩個(gè)或多個(gè)信號(hào)響應(yīng)變化的比率型熒光探針甚少。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明解決的問題是提供一種兩個(gè)信號(hào)響應(yīng)變化的Cu²⁺比率熒光探針中氮茚取代的羅丹明酰肼及其應(yīng)用。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種中氮茚取代的羅丹明酰肼類Cu²⁺比率熒光探針，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如式（1）所示：

本發(fā)明還包括中氮茚取代的羅丹明酰肼類Cu²⁺比率熒光探針的應(yīng)用，式（1）化合物在乙醇溶液中對Cu²⁺有獨(dú)特的熒光選擇性。

本發(fā)明還包括中氮茚取代的羅丹明酰肼類Cu²⁺比率熒光探針的合成方法，在二氯甲烷溶液中，將中氮茚與羅丹明酰肼按照1:1投料比例，在EDC和DMAP催化條件下，常溫下反應(yīng)2-5小時(shí)，得到中氮茚取代的羅丹明酰肼。

配制中氮茚取代的羅丹明酰肼的乙醇溶液，分別加入定量的MgCl₂，CaCl₂， AlCl₃，SnCl₂·2H₂O,PbSO₄，CrCl₃·6H₂O, MnCl₂·4H₂O, FeCl₃·6H₂O, CoCl₂·6H₂O, NiCl₂·6H₂O, PdCl₂，HgCl₂, ZnCl₂, CuCl₂·2H₂O, CdCl₂·2?H₂O, AgNO₃的乙醇溶液，通過熒光光譜測試來研究對不同金屬離子的選擇性，測其熒光發(fā)射波譜強(qiáng)度變化發(fā)現(xiàn)：本發(fā)明所述中氮茚取代的羅丹明酰肼即式（1）化合物對Cu²⁺有獨(dú)特的熒光選擇性，如圖1所示。逐漸加入Cu²⁺至1當(dāng)量后，化合物1在445nm處熒光強(qiáng)度明顯降低，同時(shí)，在578nm處熒光強(qiáng)度明顯增強(qiáng)，如圖2所示。因此，中氮茚取代的羅丹明酰肼作為Cu²⁺比率熒光探針具有巨大的應(yīng)用。

本發(fā)明提供了一種中氮茚取代的羅丹明酰肼類Cu²⁺比率熒光探針，實(shí)驗(yàn)證明本發(fā)明所述式（1）化合物可與Cu²⁺在乙醇溶液中以化學(xué)計(jì)量比1:1反應(yīng)，在反應(yīng)過程中，由于羅丹明與銅離子作用，水解開環(huán)，從而使供體中氮茚與受體羅丹明發(fā)生能量傳遞，導(dǎo)致化合物1在445nm處熒光強(qiáng)度明顯降低，同時(shí)，在578nm處熒光強(qiáng)度明顯增強(qiáng)。由此可證實(shí)本發(fā)明所述式（1）化合物在乙醇溶液中對Cu²⁺有獨(dú)特的熒光選擇性、較高的靈敏度及較強(qiáng)的抗其它離子干擾能力，具有巨大的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1：式（1）化合物（10^-5M）的乙醇溶液中加入等當(dāng)量的不同金屬離子后的熒光強(qiáng)度變化比例柱狀圖，圖1中縱坐標(biāo)為578nm處的光強(qiáng)與445nm處的光強(qiáng)之比。

圖2：式（1）化合物（10^-5M）的乙醇溶液中進(jìn)行Cu²⁺熒光滴定圖。圖中intensity為光強(qiáng)，Wavelength為波長，eq為倍數(shù)。

圖3：式（1）化合物（10^-5M）和等當(dāng)量的Cu²⁺共存的乙醇溶液中加入等當(dāng)量的其它金屬離子后熒光強(qiáng)度比率的變化柱狀圖。

圖4是式（1）化合物合成方法反應(yīng)式圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：式（1）化合物的合成方案如下式所示：

具體合成步驟如下：

在50 mL圓底燒瓶中依次加入0.203g（1.0 mmol）中氮茚羧酸，0.290g（1.5 mmol）1-（3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亞胺（EDC），0.180g（1.5 mmol）4-二甲氨基吡啶(DMAP)，20 mL無水二氯甲烷，常溫下反應(yīng)30 分鐘，然后加入0.470g（1.0 mmol）羅丹明酰肼，常溫下反應(yīng)2-5小時(shí)。TLC檢測反應(yīng)完成后，加入100 mL二氯甲烷，30 mL水洗三次，二氯甲烷層硫酸鈉干燥，濃縮，柱層析得0.43g灰白色固體，產(chǎn)率65%。

核磁共振氫譜測定：¹H NMR（400 MHz，CDCl₃）：δ7.93 (m, 2H), 7.85 (s, 1H), 7.53 (s, 1H), 7.47 (m, 2H), 7.08 (t, J = 4.0 Hz,1H), 6.95 (s, 1H), 6.69 (m, 2H), 6.56 (s, 2H), 6.46 (m, 2H), 6.31 (m, 1H), 3.81 (s, 4H), 3.35 (q, J = 8.0 Hz, 4H), 3.27 (s, 4H), 2.57 (s, 3H), 1.17 (t, J = 8.0 Hz, 6H)。

實(shí)施例2：

向式（1）化合物（10^-5M）的乙醇溶液中分別加入2當(dāng)量的Cr³⁺，Mn²⁺，F(xiàn)e³⁺，Co²⁺,Ni²⁺,Cu²⁺,Zn²⁺,Cd²⁺,Hg²⁺和Ag⁺后，測其在445nm以及578nm熒光發(fā)射強(qiáng)度比值變化發(fā)現(xiàn)：式（1）化合物對Cu²⁺有獨(dú)特的熒光選擇性，加入1當(dāng)量的Cu²⁺后，化合物1在445nm處熒光強(qiáng)度明顯降低，同時(shí)，在578nm處熒光強(qiáng)度明顯增強(qiáng)，I₅₇₈/I₄₄₅ = 5.3,如圖2所示。

實(shí)施例3：

于式（1）化合物（10^-5M）和1當(dāng)量的Cu²⁺的乙醇溶液中分別加入2當(dāng)量的Mg²⁺，Ca²⁺，Al³⁺,Sn²⁺, Pb²⁺,Cr³⁺，Mn²⁺，F(xiàn)e³⁺，Co²⁺,Ni²⁺,Zn²⁺,Cd²⁺,Pd²⁺,Hg²⁺和Ag⁺后，測其在445nm以及578nm熒光發(fā)射強(qiáng)度比值變化發(fā)現(xiàn)：式（1）化合物對其它離子有較強(qiáng)的抗干擾能力，如圖3所示。