[發明專利]一種苝二酰亞胺-羅丹明熒光探針及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201410400848.3
• 申請日: 2014-08-14
• 公開（公告）號: CN104151326A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 錢鷹;嚴小璇;成煥仁
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C07D519/00
• 分類號: C07D519/00;C09K11/06;G01N21/64
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 趙梅

技術領域

本發明涉及熒光探針技術領域，具體涉及一種苝二酰亞胺-羅丹明熒光探針及其制備方法和應用。

背景技術

苝二酰亞胺具有很強的近紅外發射，量子效率高，熒光性能良好，但其大π共軛平面堆疊，分子間π-π相互作用強，溶解性很差，這使得苝二酰亞胺熒光化合物的應用受到了極大的限制。

通過在苝環灣位和酰胺位修飾取代基，提高苝衍生物的溶解度，調控分子的熒光性能，研究開發高效、近紅外發射的苝二酰亞胺類熒光探針受到廣泛關注。此類材料可用于制備高效發光器件、熒光分子探針和化學生物傳感器。

發明內容

本發明目的是提供一種苝二酰亞胺-羅丹明熒光探針。

本發明的另一目的是提供上述熒光探針的制備方法。

本發明的再一個目的是提供上述探針作為pH響應熒光探針或汞離子熒光探針的應用。

本發明采用以下技術方案：

一種苝二酰亞胺-羅丹明熒光探針，所述熒光探針由如下結構式構成：

上述苝二酰亞胺-羅丹明熒光探針的制備方法，包括如下步驟：

步驟一、氮氣保護下，將1,7-雙(4-叔丁基苯基氧基)-3,4,9,10-苝四羧酸二酐、羅丹明-乙基胺和催化劑加入到二甲基甲酰胺中，升溫至110℃～120℃，反應1h～2h；其中，羅丹明-乙基胺和1,7-雙(4-叔丁基苯基氧基)-3,4,9,10-苝四羧酸二酐的摩爾比為2.4～3.5：1，所述催化劑為咪唑；

步驟二、氮氣保護下，將步驟一的反應溶液冷卻至室溫，之后滴加乙醇，回流升溫至110℃～120℃，反應3h～5h；

步驟三、將步驟二的反應溶液蒸餾濃縮、萃取、柱色譜提純，得到所述苝二酰亞胺-羅丹明熒光探針。

上述苝二酰亞胺-羅丹明熒光探針作為pH響應熒光探針或汞離子熒光探針的應用。

本發明的有益效果：

本發明的苝二酰亞胺-羅丹明熒光探針是由羅丹明熒光團和苝熒光團通過乙二胺連接而成的樹形分子，溶解性好，熒光性能優異、可調控。羅丹明穩定性好，熒光量子效率高，在苝環的雙側酰胺位連接羅丹明熒光團，羅丹明-苝復合熒光團組合通過羅丹明的閉環-開環結構互變以及羅丹明與苝環之間的光誘導電子轉移和熒光共振能量轉移機制靈敏調控分子的熒光性能。同時在苝環灣位修飾對叔丁基苯基氧基取代基，提高化合物的溶解度。本發明的苝二酰亞胺-羅丹明熒光探針具有良好的溶解性和靈敏的熒光探針性質，可作為近紅外熒光發射的靈敏pH熒光探針和汞離子熒光探針，在熒光開關和傳感器、熒光探針、生物標記及熒光成像、有機發光器件等領域具有重要的應用價值。

附圖說明

圖1為Rh-PDI在水/四氫呋喃混合溶液中隨pH響應的熒光光譜圖。

圖2是Rh-PDI在水/四氫呋喃混合溶液中的紫外可見吸收光譜和熒光光譜。

圖3是Rh-PDI在水/四氫呋喃混合溶液中熒光強度比值隨Hg²⁺濃度的變化。

具體實施方式

下面結合實施例和附圖對本發明做更進一步地解釋。下列實施例僅用于說明本發明，但并不用來限定本發明的實施范圍。

一種苝二酰亞胺-羅丹明熒光探針，是由羅丹明熒光團和苝熒光團通過乙二胺連接而成的樹形分子，由如下結構式構成：

上述苝二酰亞胺-羅丹明熒光探針是在氮氣保護下以咪唑為催化劑，由1,7-雙(4-叔丁基苯基氧基)-3,4,9,10-苝四羧酸二酐與羅丹明-乙基胺通過酸酐氨解反應制備，具體包括如下步驟：

步驟一、氮氣保護下，將1,7-雙(4-叔丁基苯基氧基)-3,4,9,10-苝四羧酸二酐、羅丹明-乙基胺和催化劑加入到二甲基甲酰胺中，加熱回流至催化劑完全溶解，升溫至110℃～120℃，反應1h～2h；其中，羅丹明-乙基胺和1,7-雙(4-叔丁基苯基氧基)-3,4,9,10-苝四羧酸二酐的摩爾比為2.4～3.5：1，所述催化劑為咪唑；

步驟二、氮氣保護下，將步驟一的反應溶液冷卻至室溫，之后滴加乙醇，回流升溫至110℃～120℃，反應3h～5h；

步驟三、將步驟二的反應溶液蒸餾濃縮、萃取、柱色譜提純，得到所述苝二酰亞胺-羅丹明熒光探針。

本發明的苝二酰亞胺-羅丹明熒光探針可作為近紅外熒光發射的靈敏pH熒光探針和汞離子熒光探針，在熒光開關和傳感器、熒光探針、生物標記及熒光成像、有機發光器件等領域具有重要的應用價值。

實施例1