[發明專利]一種以苊并吡嗪為母體的高靈敏極性熒光探針、制備及應用

有效

• 申請號: 201210095991.7
• 申請日: 2012-04-01
• 公開（公告）號: CN102634333A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 崔京南;高靈芝;徐兆超;鄒春燕;楊翠翠
• 申請（專利權）人: 大連理工常熟研究院有限公司
• 主分類號: C09K11/06
• 分類號: C09K11/06;C07D241/38;G01N21/64
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

技術領域

本發明屬于熒光檢測應用領域，具體涉及一類以苊并吡嗪為母體的極性熒光探針，以及在環境檢測中的應用。

背景技術

有機溶劑中的水含量對有機化學反應通常具有很大影響，甚至會決定反應的產物、產率及選擇性，因此對有機溶劑中水含量的檢測具有重要意義。尤其在無水無氧實驗中，水含量直接決定實驗的成敗，四氫呋喃和1，4-二氧六環是無水無氧實驗中常用到的溶劑，因此檢測它們的含水量顯得尤為重要。

熒光光譜法在離子識別、小分子檢測和生物過程(例如蛋白質折疊、蛋白質之間的相互作用以及磷酸化作用)等生物化學研究中是一個非常重要的工具。對環境敏感的熒光團是一類特殊的發色團，它們的光譜性能隨著周圍環境的物理化學特性的變化而改變。特別有意義的是溶劑化變色熒光探針，它們對局部環境的極性敏感，如2-丙?；?6-二甲胺萘(PRODAN)，4-二甲胺鄰苯二甲酰亞胺(4-DMAP)和4-氨基-1，8-萘二甲酰亞胺衍生物。通常這些分子在水溶液中熒光量子產率很低，而在非極性溶劑中或與蛋白質或細胞膜的疏水位點結合后熒光變得很強。因此利用此類熒光探針對環境中的微量水進行檢測是比較方便的方法。

由于基態和最低單線態激發態的高度對稱，未取代的芳香烴對環境不敏感。芳環上的給電子基團和吸電子基團使得最低能量的激發態具有顯著的電荷轉移特性。通常，極性熒光探針在同一芳環體系里連有一個供電基團和一個吸電基團，適當增大這兩種基團的距離可以使得探針對極性的靈敏度增高。以萘為母體并帶有氨基取代基的熒光團，因其對溶劑效應的高靈敏度，備受關注，例如6-N，N-二甲胺-2，3-萘二甲酰亞胺(6DMN)、6-氯-2，3-萘二甲酰亞胺、1-甲氨基-5-氰基萘。基于此，本發明設計并合成了一類以苊并吡嗪為母體，脂肪胺為供電子基，氰基為吸電子基的極性熒光探針，并成功地檢測了四氫呋喃和1，4-二氧六環中的水含量。

發明內容

本發明的目的是為了檢測有機溶劑中的微量水，特別是四氫呋喃和1，4-二氧六環中微量水含量，發明一種高靈敏度的極性熒光探針。

實現本發明目的的技術解決方案為：本發明的一類以苊并吡嗪為母體，脂肪胺為供電子基，氰基為吸電子基，形成推拉電子大平面共軛體系的極性熒光探針，具有以下結構通式：

并通過以下步驟制備：

R為C₁～C₁₂的直鏈烷基。

步驟一、5-溴苊醌(2)的合成：

將苊醌和液溴加熱攪拌，停止反應后用亞硫酸氫鈉水溶液水洗后過濾，并重結晶；

步驟二、3-溴-苊并吡嗪-8，9二腈(3)的合成：

將5-溴苊醌和二氨基馬來腈加到冰醋酸中，加熱攪拌，停止反應后冷卻，倒入水中，過濾，干燥后硅膠柱分離提純；

步驟三、3-胺基-苊并吡嗪-8，9二腈(4)的合成：

往3-溴-苊并吡嗪-8，9二腈的乙二醇單甲醚溶液中逐滴加入脂肪胺，Ar保護下加熱回流，停止反應后蒸除乙二醇單甲醚，然后硅膠柱分離提純。

步驟一中所述的液溴與苊醌的摩爾比為4～5∶1，所述的反應溫度為60～70℃，反應時間為2～3h。

步驟二中所述的二氨基馬來腈與5-溴苊醌的摩爾比為1～2∶1，所述的反應溫度為116～118℃，反應時間為2～4h。

步驟三中所述的加熱溫度為124～126℃，反應時間為1～3h，所述的3-溴-苊并吡嗪-8，9二腈與脂肪胺的摩爾比為1∶4～6，所述的脂肪胺為甲胺、乙胺、正丙胺或正丁胺。

將步驟三制得的3-胺基-苊并吡嗪-8，9二腈(4)用于測定四氫呋喃或1，4-二氧六環中的微量水含量。

本發明的有益效果為：本發明的苊并吡嗪類極性熒光探針的合成方法簡單、原料易得，光熱穩定性好、Stokes位移大及可見光激發與發射，對環境的極性極其敏感，可檢測有機溶劑中的微量水，如四氫呋喃或1，4-二氧六環中微量水含量的測定，該熒光光譜法靈敏度高、快捷方便、成本低。

附圖說明

圖1是本發明實施例4的3-正丁胺基-苊并吡嗪-8，9二腈(4d)在不同溶劑中的熒光光譜(λex＝440nm)。

圖2(a)是本發明實施例4的3-正丁胺基-苊并吡嗪-8，9二腈(4d)(10μM)在不同水含量(V/V，0～9.00％)的四氫呋喃溶液中的熒光光譜變化(λex＝455nm)。