[發(fā)明專利]一種以萘酰亞胺為核的近紅外熒光傳感分子

有效

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• 申請日: 2016-01-30
• 公開（公告）號: CN105602551B
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發(fā)明（設計）人: 李倩倩;宗路一;李振
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: C09K11/06
• 分類號: C09K11/06;C07D471/06;G01N21/64
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權代理事務所(特殊普通合伙)42222
• 代理人: 汪俊鋒

技術領域

本發(fā)明屬于有機化學領域，具體涉及一種以萘酰亞胺為核的新型的近紅外熒光傳感分子。

背景技術

汞是嚴重危害人類健康的一種重金屬。它可以通過皮膚，呼吸，腸胃等途徑進入到生物內(nèi)部，對生物體的大腦，肝臟，肺，免疫系統(tǒng)以及中樞神經(jīng)系統(tǒng)造成威脅。因此汞成為目前全球最引人關注的污染物之一。檢測汞離子的方法有很多種，例如，原子發(fā)射光譜法，原子吸收光譜法，電化學方法等。由于這些方法一般都需要復雜的樣品處理，昂貴的儀器設備，而且比較耗時，所以不便于操作。熒光作為一種新的檢測手段，具有操作簡單、選擇性好、響應速度快、靈敏度高等優(yōu)點，可以廣泛應用于生物化學、環(huán)境化學、醫(yī)學等領域。近年來，關于檢測汞離子的熒光探針報導較多，但是，大部分熒光探針的激發(fā)波長相對較短，容易對細胞產(chǎn)生傷害，穿透能力也較弱。而近紅外光熒光探針則可以較好地彌補這些弱點。因此，發(fā)展新型的檢測汞離子的近紅外熒光探針具有非常重要的意義。

自上世紀90年代初，Vollmann等人報道了芳胺核取代的萘酰亞胺類化合物方面的工作以來，萘酰亞胺作為一種強電子受體和大π體系，被廣泛應用于太陽能電池、有機場效應晶體管、超分子自組裝、分子識別等領域。2012年，我們課題組首次報道了一種基于萘酰亞胺的熒光探針，可用于汞離子的有效檢測。該化合物的溶液在沒有汞離子時，由于其存在分子內(nèi)扭曲的電荷轉移，能量會以非輻射的形式釋放，從而熒光非常微弱。但是，加入汞離子之后，分子內(nèi)的扭轉收到抑制，能量以輻射躍遷的形式釋放，體現(xiàn)出很強的紅光發(fā)射。在之前工作的基礎上，我們通過合理的設計和巧妙的合成，得到一種以萘酰亞胺為核的新型的近紅外熒光傳感分子NDI-5，它可以快速、高效、靈敏地檢測環(huán)境中的汞離子，而且還可以用于細胞內(nèi)汞離子的檢測。當被吸附在試紙上時，試紙條的檢測可以被重復利用高達十次。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種以萘酰亞胺為核的近紅外熒光傳感 分子及其制備方法。該分子制備條件溫和，具有良好的光電特性，能方便快捷地檢測環(huán)境中的汞離子，并可用于細胞中的檢測。

以萘酰亞胺為核的熒光分子，具有式(I)所示的結構：

所述的萘酰亞胺為核的熒光分子的合成方法，包括以下步驟：

(1)將一定量的二氯異腈脲酸鈉的水溶液加入到溴化鉀的水溶液中，機械攪拌24個小時之后抽濾得到白色固體DBI，其結構式為

(2)把1,4,5,8-萘四酸酐溶于濃硫酸溶液中，升溫至120～130℃之后向其中加入一定量的DBI，繼續(xù)反應20個小時，反應結束后把產(chǎn)物倒入到冰水中，減壓抽濾得到淡黃色固體1，其結構式為

(3)在氮氣保護下，將化合物1溶于一定量的冰醋酸中，升溫至120～130℃之后向其中加一定量的2-乙基己胺，繼續(xù)反應6小時，反應結束后冷卻至室溫，減壓抽濾得到紅色固體；以體積為2:1的二氯甲烷和石油醚為淋洗劑，將粗產(chǎn)品經(jīng)硅膠柱層析法分離提純，真空干燥，得到化合物2，結構式為

(4)在氮氣保護下，將化合物2和3溶于乙二醇單甲醚中，其中化合物3為 在120～130℃下回流攪拌4小時，待冷卻至室溫后，倒入水中，然后用二氯甲烷萃取，合并有機相并干燥，用旋轉蒸發(fā)儀除去有機溶劑得到粗產(chǎn)品；以體積為1:2的氯仿和乙酸乙酯為淋洗劑，將粗產(chǎn)品經(jīng)硅膠柱層析法分離提純，真空干燥，得到化合物4，化合物4如下所示

(5)在氮氣保護下，將化合物4和2-乙基己胺溶于DMF中，然后回流反應1小時，待冷卻至室溫后倒入水中，然后用二氯甲烷萃取，合并有機相并干燥，再用旋轉蒸發(fā)儀除去有機溶劑得到粗產(chǎn)品，以1:1的氯仿和乙酸乙酯為淋洗劑，經(jīng)經(jīng)硅膠柱層析法分離提純，真空干燥，得到化合物(I)。

該分子制備條件溫和，具有良好的光電特性，能方便快捷地檢測環(huán)境中的汞離子，并可用于細胞中的檢測。

本發(fā)明還公開了上述化合物(I)作為近紅外熒光傳感分子的應用。能方便快捷地檢測環(huán)境或細胞中的汞離子。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

(1)具有較快的響應時間，可以快速、適時地檢測汞離子，如圖2所示。

(2)發(fā)射波長位于近紅外光譜范圍內(nèi)，具有較高的穿透能力和較小的背景干擾，可以應用于檢測生物體內(nèi)的汞離子細胞成像，如圖3所示。

(3)具有較高的靈敏度。

(4)能夠吸附在試紙條上反復應用去檢測汞離子，如圖4所示。

附圖說明

圖1為式(I)化合物NDI-5的合成路線圖。