[發明專利]分子鉗型菲啰啉-苯并唑類熒光試劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201310427291.8
• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號: CN103468247A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 趙遠會;牟蘭;曾晞;李俊
• 申請（專利權）人: 貴州大學
• 主分類號: C09K11/06
• 分類號: C09K11/06;C07D471/04;G01N21/64;G01N21/33
• 代理公司: 貴陽東圣專利商標事務有限公司 52002
• 代理人: 徐逸心;袁慶云

技術領域

本發明屬有機合成和分析化學領域，具體地說是一類鉗型菲啰啉-苯并唑類熒光試劑及其制備方法和應用。

背景技術

熒光探針技術是建立在分子識別和熒光技術兩者有機結合的基礎上，通過受體對特定客體選擇性結合，用熒光信號表達分子結合信息，實現在分子水平上的原位實時檢測。在分子識別領域中，具有分子器件性質的熒光探針通過與目標物質選擇性鍵合而引起熒光參數變化，這種微觀領域的相互作用通過熒光信號表現出來，從而實現在分子水平上的原位實時檢測，達到對金屬離子、有機分子、生物大分子等很多物質的特效識別，在生命、環境、材料及信息科學等領域得到了廣泛的應用。研制靈敏度高、選擇性好、光學性能優越的熒光分子探針的分子設計和合成工藝是非常有意義的。

1,10-鄰菲啰啉是一類含N原子的富電子芳香雜環化合物，其分子擁有很好的剛性結構和大的π電子共軛，有很好的空穴傳輸能力，使其具有良好的光電性質。菲啰啉衍生物在許多領域都有研究和應用，在化學分析、催化化學中作為重要的螯合劑，在生命科學研究中作為重要的電子傳遞劑等。若在菲啰啉的2,9位引入富電子雜環基團，不僅能提高整個分子的共軛結構，增強分子發光量子產率，而且雜環基團上不同的雜原子的引入，因配位能力的不同，提高了對特定離子配合的選擇性。

苯并雜環是一類對金屬離子具有較強配位能力并表現出顯著熒光信息變化、兼備識別和信號傳導的基團，可作為熒光探針分子重要組成部分。雜環結構中的氧、硫、氮等雜原子是作為探針與離子選擇性結合的主要配合位點。分子的空間幾何結構、識別基團及雜原子的不同，表現出不同的識別性能。苯并噻唑分子具有剛性的平面結構，離域大π鍵，熒光量子產率較高，可用于制備熒光材料、非線性光學材料。苯并噻唑基吡啉類化合物就是一類新型的熒光化合物，可用作熒光增白劑、熒光染料、激光染料和熒光標識材料以及用于化學及生物分析、跟蹤探測和太陽能捕集、藥物示蹤等領域。并噻唑偶氮苯類試劑是分析化學中常用的一類顯色劑，由于苯環與噻唑環形成共軛，含苯并噻唑環的顯色劑在的選擇性和靈敏度較高。苯并咪唑類化合物是一種含有兩個氮原子的苯并雜環化合物，苯并咪唑衍生物及其金屬配合物具有良好的生物活性，可作為藥物中間體。含咪唑環的衍生物由于其特殊的結構、生理和反應活性，應用十分廣泛。苯并噁唑類化合物廣泛地用作殺菌劑、除草劑、熒光增白劑和光致變色化合物，其特殊的結構可以和過渡金屬離子螯合用來測定金屬離子含量。進一步的開發出性能良好的苯并雜環類熒光化合物有應用價值和研究意義。

鉗型結構的分子探針是由一個剛性的隔離基橋連兩個手臂而構成，手臂具有一定的柔韌性和剛性。分子鉗型探針可以應用于陰、陽離子的識別。由于分子鉗型探針不同的兩個剛柔并濟的手臂，使得探針與陰、陽離子的結合能力增強而得以廣泛的應用于離子識別領域。而且兩個手臂的連接可以是相同也可以為不同的基團、結構可以簡單也可復雜。而連接臂同樣也是有著很大的選擇空間，如鏈狀、環狀、芳烴結構、冠醚、杯芳烴或苯并咪唑等。所以分子鉗型探針設計在離子、中性分子、生物分子識別領域具有很大的潛力、廣闊的應用前景。

金屬離子以及陰離子廣泛存在于生物體內和環境中，在生命科學、環境科學、醫藥科學和化學過程中起著重要作用，同時金屬離子以及陰離子在環境污染和對人體健康方面的雙重影響日益受到人們的重視。因此，設計和合成對特定離子具有選擇性識別和傳感作用的化學傳感器具有十分重要的意義。利用1,10-鄰菲啰啉作為剛性隔離基，在其2,9-位引入咪唑、噻唑和噁唑等不同雜環基團為手臂，構成鉗型結構分子。利用苯并唑基團增強分子的共軛效應，同時還利用含有不同雜原子的苯并唑基團對特定金屬離子極高的選擇性配位作用來提高該類分子的熒光探針性能。因此，開發結構簡單、合成方法簡便、價格低廉、靈敏度和選擇性優越的分子鉗型結構的菲啰啉-苯并唑類熒光探針試劑是本發明的主要目的。

發明內容

本發明的目的在于合成了系列高靈敏、高選擇性的檢測微量鋅離子和氟離子、或鉛離子、或鎘離子分子鉗型菲啰啉-苯并唑類熒光試劑，研究合成方法并應用于微量鋅離子和氟離子的同時測定，或微量鉛離子、或鎘離子的測定。