專利名稱：一種螺二芴類熒光探針及其制備方法與用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及重金屬離子檢測和PH檢測的熒光探針領(lǐng)域，特別是一種能用于銀離子檢測和pH檢測的螺二芴類熒光探針化合物及其制備方法。
背景技術(shù)：
熒光探針是指在特定的體系內(nèi)，當(dāng)一種物質(zhì)或體系的某一物理、化學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變時(shí)熒光信號(hào)(強(qiáng)度或者波長)能發(fā)生相應(yīng)改變的分子。熒光離子探針是熒光探針中的一種，它能夠?qū)⒎肿?離子結(jié)合信息轉(zhuǎn)換成容易被檢測的熒光信號(hào)，進(jìn)而獲得對(duì)離子的識(shí)別功能。作為一種具有廣泛應(yīng)用價(jià)值的敏感檢測手段，熒光離子探針具有其它分析方法如原子吸收光譜、離子選擇性電極分析等傳統(tǒng)方法無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，即通過熒光強(qiáng)度或者發(fā)射峰波長的變化可以直觀體現(xiàn)離子的存在，且具有高的靈敏度。
正因?yàn)闊晒馓结樣腥绱说膬?yōu)點(diǎn)，近年來許多科學(xué)家發(fā)展了很多用于金屬離子檢測和PH檢測的熒光探針。值得注意是，螺二芴類的熒光探針卻很少見。螺二芴類的化合物由于分子中具有螺二芴這種三維剛性結(jié)構(gòu)，一般具有很高的熒光量子產(chǎn)率，用作熒光探針有利于提高檢測的靈敏度。在鉛鋅礦開采、冶煉、化工、照像器材、電影工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)等部門排放的工業(yè)廢水中含有銀及其絡(luò)合物。銀離子具有抑菌消毒消炎的特性，也被廣泛運(yùn)用于生產(chǎn)、生活、醫(yī)藥等方面，例如銀離子洗衣機(jī)、銀離子冰箱等等。正因?yàn)槿绱藦V泛的應(yīng)用，增加了其對(duì)環(huán)境的污染。雖然金屬銀被認(rèn)為是安全金屬，但銀離子或者銀鹽被人體吸收后會(huì)在皮膚、眼睛及粘膜沉著，產(chǎn)生病變，危害人體健康。因此，建立簡便、高效的銀離子檢測方法已成為現(xiàn)代分析檢測研究的熱點(diǎn)之一?；瘜W(xué)反應(yīng)的進(jìn)行或完成，細(xì)胞和細(xì)胞器的許多重要生理過程等都與pH值密切相關(guān)。一些有機(jī)化合物的熒光或吸光性質(zhì)隨pH的變化可用來指示目標(biāo)介質(zhì)中酸堿性的改變，熒光法測定PH具有靈敏度高、可以采用緩和模式操作(這種技術(shù)特別適合研究混濁和非均勻體系)，分析儀器的幾何設(shè)計(jì)更加靈活等特點(diǎn)。此外，利用各種熒光參數(shù)(如熒光強(qiáng)度、熒光壽命等)的變化來測定PH值，不僅便于熒光顯微學(xué)研究，而且可實(shí)時(shí)檢測細(xì)胞內(nèi)pH的動(dòng)態(tài)分布和區(qū)域變化，引起了人們的關(guān)注(分析科學(xué)學(xué)報(bào)[J]，2005，21⑵210)。目前關(guān)于pH熒光探針的研究大多僅限于在單一的酸性或者堿性條件下對(duì)PH值的有效檢測(FranciscoGalindo, M. Isabel Burguete, Laura Vigara, Santiago V. Luis, Nurul Kabir, JelenaGavriIovic,and David A. Russell,Angew. Chem. Int. Ed. 2005,44,6504-6508)。對(duì)能在酸、堿條件下都對(duì)pH值有良好響應(yīng)的突光探針還比較少見(A. S. Vasylevska, A. A. Karasyov,S. M. Borisov and C. Krause, Anal. Bional. Chem. ,2007,387,2131-2141) 本發(fā)明以便宜易得的對(duì)溴甲苯為原料，通過偶聯(lián)反應(yīng)、溴化、格氏反應(yīng)、脫水成環(huán)反應(yīng)、氧化反應(yīng)得到螺二芴醛，再與鄰苯二胺反應(yīng)得到2，7-二(苯并咪唑)螺二芴。原料廉價(jià)易得，合成路線簡單且產(chǎn)率較高，適于放大生產(chǎn)。該化合物由于引入了螺二芴的三維剛性結(jié)構(gòu)，能夠降低或減弱材料的熒光淬滅，具有高的熒光量子產(chǎn)率和熒光強(qiáng)度；可用于銀離子檢測，同時(shí)是一種具有寬泛響應(yīng)范圍的PH熒光探針。具有很好的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供一種對(duì)銀離子具有高度靈敏性、好的選擇性的螺二芴類熒光探針及其制備方法。本發(fā)明的另一目的是提供一種寬泛響應(yīng)的pH探針。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是—種螺二荷類突光探針化合物，其化學(xué)式為C39H24N4,結(jié)構(gòu)式為
權(quán)利要求
1.一種螺二芴類熒光探針分子，其特征在于，為2，7-二(苯并咪唑)螺二芴，具有如下結(jié)構(gòu)⑴，
2.權(quán)利要求I所述螺二芴類熒光探針分子的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 1)2,7-二甲基螺二芴的合成 在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將2-溴-4，4’ - 二甲基聯(lián)苯、碘及干燥的鎂與無水THF混合；2_溴-4，4’-二甲基聯(lián)苯與THF用量比為O. 6 O. 7mol/L ;回流，反應(yīng)10 20min待大部分鎂消失后，注入含9-芴酮的THF溶液，回流反應(yīng)14h ； 2-溴_4，4’ - 二甲基聯(lián)苯、碘、鎂與9-芴酮的摩爾比為I : O. 012 O. 016 I I. 5 O. 8 O. 9 ;含9-芴酮的THF溶液中9-芴酮的含量為O. 3 O. 4mol/L ； 停止反應(yīng)，除去溶劑THF，依次加入乙酸及鹽酸，回流反應(yīng)3 6h ;停止反應(yīng)，溶液冷卻至室溫，析出固體，抽濾取固體洗滌，得到產(chǎn)物2，7- 二甲基螺二芴； 2)2,7-二甲?；荻痰暮铣? 依次將2，7- 二甲基螺二芴、硫酸銅、硫酸亞鐵、二甲亞砜、乙腈和水混合，升溫至110 125°C，并在2. 5 3. 5小時(shí)內(nèi)分2 4次加入過硫酸鉀，繼續(xù)反應(yīng)18 30h ;2，7_ 二甲基螺二芴與二甲亞砜的摩爾比為I : 3 4，2，7_ 二甲基螺二芴與硫酸銅、硫酸亞鐵和過硫酸鉀摩爾比為I : O. I O. 2 O. 03 O. 08 9 10 ; 反應(yīng)完成后，冷卻至室溫，將反應(yīng)懸浮液倒入冰水中，過濾，取固體用300 400目硅膠進(jìn)行柱層析，得到產(chǎn)物2，7-二甲?；荻?； 3)2，7-二(苯并咪唑)螺二芴的合成 將2，7- 二甲?；荻?、鄰苯二胺和溴化銨與甲醇混合，攪拌反應(yīng)14 36h ;除去溶劑后，洗滌得到2，7_ 二(苯并咪唑)螺二芴；2，7_ 二甲?；荻?、鄰苯二胺和溴化銨的摩爾比為I : 3 4 9 11。
3.權(quán)利要求2所述螺二芴類熒光探針分子的制備方法，其特征在于，步驟(I)中，2-溴-4，4’- 二甲基聯(lián)苯、鎂與9-芴酮的摩爾比為I : 1.2 : 0.85。
4.權(quán)利要求2所述螺二芴類熒光探針分子的制備方法，其特征在于，步驟(I)中，所加入的濃鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30% 37%，與乙酸體積比為I : 12 15 ;總的THF的體積與乙酸體積比為3 4 I。
5.權(quán)利要求2所述螺二芴類熒光探針分子的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，2，7-二甲基螺二芴與二甲亞砜的摩爾比為I : 3. 5，乙腈與水的體積比為I : I I : 1.5。
6.權(quán)利要求2所述螺二芴類熒光探針分子的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，2，7-二甲酰基螺二芴、鄰苯二胺和溴化銨的摩爾比為I : 3.5 : 10。
7.權(quán)利要求2所述螺二芴類熒光探針分子的制備方法，其特征在于，所述2-溴-4，4’ - 二甲基聯(lián)苯的制備方法包括以下步驟a)4，4’ -二甲基聯(lián)苯的合成 氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將干燥的鎂粉和三氯化鐵與無水THF混合攪拌，再滴加對(duì)溴甲苯，滴加完畢后繼續(xù)反應(yīng)20 40min ;停止反應(yīng)，冷卻后抽濾取濾液，去除溶劑后加入二氯甲烷和水的混合液，產(chǎn)生絮狀物后加入鹽酸至絮狀物消失；分液，取有機(jī)相I ;水相用二氯甲烷萃取后取有機(jī)相II并與有機(jī)相I合并；合并的有機(jī)相I和有機(jī)相II干燥后過濾取濾液，去除溶劑后加入無水乙醇，抽濾取固體，得到4，4’ - 二甲基聯(lián)苯；對(duì)溴甲苯、鎂粉和三氯化鐵的摩爾比為 I : I. 6 2 O. 015 O. 02 ; b)2-溴-4，4’ - 二甲基聯(lián)苯的合成 將4，4’_二甲基聯(lián)苯、碘及干燥的二氯甲烷混合后，滴加液溴后O 5°C下反應(yīng)2 5h ；加入飽和亞硫酸鈉水溶液終止反應(yīng)，攪拌至棕色褪去；4，4’ - 二甲基聯(lián)苯與碘、液溴的摩爾比為 I : O. 012 O. 02 I. I I. 2 ; 分液，取有機(jī)相III ;水相用二氯甲烷萃取后取有機(jī)相IV并與有機(jī)相III合并；合并的有機(jī)相III和有機(jī)相VI干燥后抽濾取濾液，去除溶劑后得到2-溴_4，4’ - 二甲基聯(lián)苯。
8.權(quán)利要求I所述螺二芴類化合物在制備銀離子熒光探針方面的應(yīng)用。
9.權(quán)利要求I所述螺二芴類化合物在制備pH熒光探針方面的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種螺二芴類熒光探針，為2，7-二(苯并咪唑)螺二芴，本發(fā)明產(chǎn)物結(jié)構(gòu)式為(I)。其制備方法是以對(duì)溴甲苯為原料，通過偶聯(lián)反應(yīng)、溴化、格氏反應(yīng)、脫水成環(huán)反應(yīng)、氧化反應(yīng)得到螺二芴二醛化合物，再與鄰苯二胺反應(yīng)得到化合物(I)。原料廉價(jià)易得，合成路線簡單且產(chǎn)率較高，適于放大生產(chǎn)。化合物(I)由于引入了螺二芴的三維剛性結(jié)構(gòu)，具有高的熒光量子產(chǎn)率和熒光強(qiáng)度；用于銀離子檢測具有高的靈敏性和好的選擇性，肉眼檢測極限可達(dá)10-5M，儀器檢測極限可達(dá)10-6M；對(duì)銀離子的響應(yīng)時(shí)間小于2秒；同時(shí)是一種具有寬泛響應(yīng)范圍的pH熒光探針。具有很好的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)G01N21/64GK102633726SQ20121008873
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月29日
發(fā)明者殷鴻堯, 肖海波 申請(qǐng)人:上海師范大學(xué)