[發(fā)明專利]一類水溶性含羧基羥基苯并香豆素磺酸鈉及制備方法和應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2018-02-02
• 公開（公告）號: CN108164495B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張尊聽;史娟
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西師范大學(xué)
• 主分類號: C07D311/80
• 分類號: C07D311/80;C09K11/06;G01N21/64
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責(zé)任公司 61201
• 代理人: 高雪霞

本發(fā)明公開了一類水溶性含羧基羥基苯并香豆素磺酸鈉及其制備方法和應(yīng)用，該化合物的結(jié)構(gòu)式為式中R₁代表H、OCH₃或OH，R₂代表H或OH。本發(fā)明以3,4?苯并香豆素羧酸類化合物為原料，在溫和條件下進行磺化反應(yīng)，即得含羧基羥基苯并香豆素磺酸鈉；該類化合物具有較強的光致發(fā)光性能，較大的熒光量子產(chǎn)率及stoke位移，是一種新型的水溶性光致發(fā)光材料；同時該類化合物對Fe³⁺具有較好的選擇性，較高的抗干擾性，可作為水溶液中Fe³⁺的熒光檢測探針。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于雜環(huán)化合物的合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到雜環(huán)不氫化的含六節(jié)環(huán)，有氧原子作為環(huán)雜原子，與其它環(huán)稠合的雜環(huán)化合物。

背景技術(shù)

香豆素是以苯并吡喃酮為母體的結(jié)構(gòu)化合物，其衍生物在臨床上具有抗腫瘤、抗HIV病毒、抗抑郁、抗乙酰膽堿酯酶、降血糖等多種生物活性，在醫(yī)藥領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。天然產(chǎn)物香豆素分子結(jié)構(gòu)中存在著C＝C、C＝O雙鍵以及特殊的內(nèi)酯結(jié)構(gòu)，形成較大π共軛體系(π電子流動性較好，在紫外光激發(fā)下引起分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移，而致電子密度重新分配)及較為剛性的平面結(jié)構(gòu)，因而使得香豆素類化合物具有良好的光學(xué)特性。如具有合適的最大激發(fā)和發(fā)射波長，較高的熒光量子產(chǎn)率，可以有效降低細胞組分和生理液體的背景熒光，被廣泛用于制作熒光增白劑、激光染料及熒光探針等光學(xué)材料。

熒光探針用于重金屬和過渡金屬離子的檢測，具有方法簡單、靈敏度高、選擇性好及響應(yīng)速度快等優(yōu)點，此外還可透過細胞壁實現(xiàn)對活細胞和生物體內(nèi)的金屬離子的顯影跟蹤，近年來已成為化學(xué)工作者研究的熱點。香豆素(Coumarin)類熒光基團具有苯并α-吡喃酮母核結(jié)構(gòu)，是最早發(fā)現(xiàn)具有熒光性質(zhì)的物質(zhì)之一，其功能取決于香豆素環(huán)上各位置取代基的性質(zhì)。香豆素的母體結(jié)構(gòu)在常溫下沒有熒光，但是當7-位上含推電子取代基或3-位和4-位上含拉電子取代基時，將導(dǎo)致其吸收光譜和發(fā)射光譜發(fā)生變化。這類化合物是合成熒光探針的優(yōu)秀前體，其性能可通過對香豆素母體上推拉電子基團的修飾來實現(xiàn)，具有熒光量子產(chǎn)率高、熒光發(fā)射波長適中、Stokes位移大和光穩(wěn)定性好等優(yōu)點，近年來此類化合物被廣泛關(guān)注并成為重金屬和過渡金屬離子熒光探針研究的熱點。但是，由于天然香豆素類化合物脂溶性和水性較差，不易透過生物膜，其應(yīng)用大受限制。因此，開發(fā)溶解性能優(yōu)異的香豆素衍生物，使之成為藥物和熒光探針的重要中間體，具有較高的醫(yī)藥和經(jīng)濟價值。目前，提高化合物溶解度的常用的合成法有兩種：(1)物理增溶法，使用助溶劑或環(huán)糊精包合、微囊化等技術(shù)；(2)化學(xué)修飾法，通過底物分子引入適宜官能團，如羧基、磺酸基、酯基等提高溶解度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一類具有光致發(fā)光性能的水溶性含羧基羥基苯并香豆素磺酸鈉。

本發(fā)明的另一個目的在于提供一種以3,4-苯并香豆素羧酸為原料制備水溶性含羧基羥基苯并香豆素磺酸鈉的方法。

本發(fā)明的進一步目的在于為水溶性含羧基羥基苯并香豆素磺酸鈉提供一種新的應(yīng)用。

本發(fā)明水溶性含羧基羥基苯并香豆素磺酸鈉的化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下所示：

式中R₁代表H、OCH₃或OH，R₂代表H或OH。

本發(fā)明水溶性含羧基羥基苯并香豆素磺酸鈉優(yōu)選式a～d中的任意一種：

上述的水溶性含羧基羥基苯并香豆素磺酸鈉的制備方法為：向式I所示的3,4-苯并香豆素羧酸類化合物中加入質(zhì)量濃度為80％～98％的硫酸，在40～80℃攪拌反應(yīng)0.5～6小時，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至常溫，倒入飽和NaCl水溶液中，析出的沉淀加水溶解后進行鹽析，得到水溶性含羧基羥基苯并香豆素磺酸鈉純品，具體反應(yīng)方程式如下所示：