本發(fā)明屬于分析化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種含雙鍵、羥基苯、苯并咪唑取代的喹啉衍生物及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

在環(huán)境檢測(cè)和生物學(xué)領(lǐng)域，pH值是一個(gè)重要的指示參數(shù)，細(xì)胞內(nèi)的pH值在細(xì)胞增生和凋亡，酶催化活性，離子轉(zhuǎn)運(yùn)及肌肉收縮等過程中扮演著重要角色。細(xì)胞內(nèi)pH值的微小變化都可能引起細(xì)胞功能紊亂甚至誘發(fā)某些疾病。同時(shí)某些疾病發(fā)病前或受到外來污染物侵蝕時(shí)也會(huì)有道pH值出現(xiàn)波動(dòng)。因此檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)pH變化對(duì)研究細(xì)胞的生理和病理過程具有重要作用。

玻璃電極法是測(cè)定pH值的常用方法，但是由于其存在電化學(xué)干擾或機(jī)械損傷等缺陷，不適用于活體或極端pH值的測(cè)定。熒光探針檢測(cè)法是基于電化學(xué)變化的pH值測(cè)定方法，是利用一些有機(jī)化合物的熒光特性來指示目標(biāo)介質(zhì)酸堿度的變化，因此借助熒光探針測(cè)量pH值的方法得到了廣泛應(yīng)用。熒光分析方法對(duì)細(xì)胞溶質(zhì)的pH檢測(cè)具有檢測(cè)靈敏度高、檢測(cè)速度快、選擇性強(qiáng)、使用簡便且對(duì)細(xì)胞沒有損害性等優(yōu)勢(shì)。但同時(shí)具有結(jié)果的準(zhǔn)確性容易受到外部環(huán)境、檢測(cè)底物和光漂白、探針負(fù)載和留存等因素影響的缺點(diǎn)。因此比率型熒光探針的應(yīng)用越來越受到關(guān)注。相比較on-off型熒光探針，比率型熒光探針在檢測(cè)時(shí)通過熒光發(fā)射光譜圖的兩個(gè)峰的變化對(duì)H⁺的檢測(cè)，使其具備了內(nèi)在的自校準(zhǔn)功能，因而檢測(cè)結(jié)果更為準(zhǔn)確和可靠。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種含苯并咪唑取代的喹啉衍生物及其制備方法和應(yīng)用，該探針L的合成成本低廉、操作簡便、對(duì)H⁺選擇性好、靈敏度高、響應(yīng)速度快、可實(shí)現(xiàn)對(duì)pH定量滴定。

本發(fā)明技術(shù)方案為：一種苯并咪唑取代的喹啉衍生物，為羥基苯乙烯基-8-(1H-苯并咪唑)喹啉，其特征在于，具體結(jié)構(gòu)式如下：

所述的苯并咪唑取代的喹衍生物的制備方法，包括如下步驟：

1)2-甲基-8-(1H-苯并咪唑)喹啉和羥基苯甲醛于極性溶劑中，加入催化劑，攪拌回流反應(yīng)；

2)回流反應(yīng)結(jié)束后純化得到目標(biāo)化合物苯并咪唑取代的喹啉衍生物；具體的反應(yīng)式如下：

所述步驟1)2-甲基-8-(1H-苯并咪唑)喹啉和羥基苯甲醛的摩爾比為1:0.8～3，所述的極性溶劑為甲醇或乙醇或丙醇或丁醇或戊醇，攪拌回流反應(yīng)3～10小時(shí)。

所述步驟1)2-甲基-8-(1H-苯并咪唑)喹啉和羥基苯甲醛的摩爾比為1:1.1，所述的極性溶劑為乙醇，攪拌回流反應(yīng)4小時(shí)。

所述步驟1)催化劑為堿和酸，所述堿為哌啶或吡啶或N,N-二甲基吡啶或碳酸鈉或碳酸鉀；所述酸為乙酸或乙酸酐或硫酸。

所述步驟1)催化劑為哌啶和乙酸，哌啶：乙酸摩爾比＝1:1。

所述步驟2)的純化步驟為反應(yīng)液抽濾，濾餅用乙醇/二氯甲烷溶液重結(jié)晶。

所述的苯并咪唑喹啉衍生物或所述的方法在pH熒光探針的上的應(yīng)用。

本發(fā)明有益效果：本發(fā)明的苯并咪唑喹啉衍生物pH熒光探針L，該探針L對(duì)pH響應(yīng)快、靈敏度高，呈現(xiàn)出較寬的pH響應(yīng)范圍且在4.5～6.0范圍內(nèi)可實(shí)現(xiàn)定量滴定。探針L對(duì)H⁺的響應(yīng)不受其它金屬離子(Al³⁺，Ca²⁺，Cr³⁺，Mn²⁺，F(xiàn)e³⁺,Co²⁺,Ni²⁺,Cu²⁺,Zn²⁺,Ag⁺,Cd²⁺,Ba²⁺及Hg²⁺)的干擾，是一種高效的比率型pH熒光探針。

本發(fā)明的制備方法具有合成工藝簡單、收率高、純度高、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明的比率型pH熒光探針合成方法簡單，易于生產(chǎn)；對(duì)H⁺響應(yīng)迅速，選擇性好，靈敏度高且對(duì)氫離子的檢測(cè)不受其他金屬離子的干擾，克服了傳統(tǒng)玻璃電極有電化學(xué)干擾的缺點(diǎn)和普通熒光探針檢測(cè)時(shí)易受環(huán)境影響的缺點(diǎn)，具有自校準(zhǔn)功能，可用于化學(xué)環(huán)境體系和生物細(xì)胞體系的pH檢測(cè)。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1所制備的熒光探針的熒光強(qiáng)度隨pH變化的熒光發(fā)射光譜圖。

圖2為實(shí)施例1所制備的熒光探針I(yè)_475nm/I_565nm隨pH值變化的線性關(guān)系圖。

圖3為實(shí)施例1所制備的熒光探針在pH＝7.00時(shí)對(duì)H⁺選擇性響應(yīng)的熒光發(fā)射光譜圖。

圖4為實(shí)施例1所制備的熒光探針在pH＝3.15時(shí)在金屬離子干擾下對(duì)H⁺響應(yīng)的熒光發(fā)射光譜圖。

圖5實(shí)施例1所制備的熒光探針進(jìn)行可逆性測(cè)試的熒光發(fā)射光譜圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明要求保護(hù)的范圍并不局限于實(shí)施例表述的范圍。

實(shí)施例1 pH熒光探針2-對(duì)羥基苯乙烯基-8-(1H-苯并咪唑)喹啉的合成

本實(shí)施例提供了2-對(duì)羥基苯乙烯基-8-(1H-苯并咪唑)喹啉的合成方法，其主要步驟如下：

向50mL兩口瓶中依次加入1.04g(4.015mmol)2-甲基-8-(1H-苯并咪唑)喹啉，0.57g(4.672mmol)對(duì)羥基苯甲醛，20mL無水乙醇，1.6mL哌啶，0.9mL冰乙酸，加熱攪拌回流4小時(shí)，冷卻，有黃色固體析出，抽濾，乙醇、二氯甲烷重結(jié)晶，得產(chǎn)物1.24g，產(chǎn)率85.40％。¹HNMR(400MHz,DMSO)δ13.40(s,1H),9.93(s,1H),8.93(dd,J＝7.4,1.3Hz,1H),8.50(d,J＝8.8Hz,1H),8.17(d,J＝8.8Hz,1H),8.14–8.06(m,1H),7.93(d,J＝7.1Hz,1H),7.85(t,J＝12.4Hz,2H),7.80–7.68(m,3H),7.35–7.20(m,2H),6.91(d,J＝8.6Hz,2H)；¹³CNMR(101MHz,DMSO)δ159.11,157.66,151.00,145.04,143.30,138.08,136.43,135.10,130.85,130.49,130.45,129.78,127.78,127.76,126.59,126.43,125.91,122.81,122.32,119.19,119.15,119.13,116.28,113.24。結(jié)構(gòu)式如下：

測(cè)試溶液的配制

(1)儲(chǔ)備液的配制程序：在10mL樣品瓶中，用DMSO配制10^-3mol/L的儲(chǔ)備液待用。配制V(甲醇):V(Britton-Robinson緩沖溶液)＝9：1的不同pH值的緩沖溶液，用雷磁pH計(jì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

(2)探針對(duì)pH變化的熒光發(fā)射光譜的測(cè)試：取2mL不同pH值的緩沖溶液，加入20μL的儲(chǔ)備液進(jìn)行熒光光譜測(cè)試

(3)選擇性實(shí)驗(yàn)：取14份2mLpH＝7.00的緩沖溶液，各加入20μL的儲(chǔ)備液和不同的金屬離子(Al³⁺,Ca²⁺,Cr³⁺,Mn²⁺,Fe³⁺,Co²⁺,Ni²⁺,Cu²⁺,Zn²⁺,Ag⁺,Cd²⁺,Ba²⁺及Hg²⁺)進(jìn)行熒光發(fā)射光譜的測(cè)試。取2mLpH＝3.15的混合溶液加入20μL的儲(chǔ)備液測(cè)定熒光發(fā)射。

(4)抗干擾測(cè)試：取15份2mLpH＝3.15的緩沖溶液，各加入20μL的儲(chǔ)備液和不同的金屬離子(Al³⁺,Ca²⁺,Cr³⁺,Mn²⁺,Fe³⁺,Co²⁺,Ni²⁺,Cu²⁺,Zn²⁺,Ag⁺,Cd²⁺,Ba²⁺及Hg²⁺)進(jìn)行熒光發(fā)射光譜的測(cè)試?？瞻自嚇訛槲醇尤虢饘匐x子的試樣。

(5)可逆性測(cè)試：取2mL的pH＝7.00的緩沖溶液加入20μL的儲(chǔ)備液進(jìn)行熒光發(fā)射測(cè)試，然后交替加入HCl和NaOH，用雷磁pH計(jì)進(jìn)行測(cè)量，使溶液pH值交替達(dá)到7和4，再進(jìn)行光譜測(cè)試，重復(fù)五次。