新型三聚稀土铕配合物及其制备方法与流程

1.本发明涉及配位化合物制备技术领域，特别涉及一种新型三聚稀土铕配 合物及其制备方法。


背景技术：

2.时间分辨荧光共振能量转移技术利用了两种荧光基团的能量转移，这两 种荧光基团分别称为(能量)供体和(能量)受体，供体被外来能源激发(例 如闪光灯或激光)，如果它与受体在足够近的距离之内，可以将能量共振转 移到受体上；受体受到激发，发出特定波长的发射光。该技术主要是利用长 寿命的荧光供体结合时间分辨的检测方法以消除生物自发荧光(荧光寿命几 纳秒)干扰。其优点是检测灵敏度高、可靠、试验结果假阳性率低。而且实 验方式操作简单，节约实验时间和成本。该技术的关键点是如何选择合适的 荧光标记物作为供体，国内外研究较多的荧光标记物可以分为有机分子荧光 化合物(例如化学发光用的吖啶酯、鲁米诺等)、量子点(qds)和金属荧 光配合物(例如电化学发光用的三联吡啶钌等)。有机化合物类型荧光标记 物普遍存在猝灭率高，在光照条件下不稳定等问题。量子点在复杂生物样本 中存在非特异性吸附多、抗干扰能力差的问题。
3.稀土荧光配合物因具有分子量小、改性容易、光激发稳定性好、抗干扰 能力强等特点，是作为时间分辨荧光共振能量转移技术中荧光供体是一种理 想材料。这些类型的荧光配合物具有如下几个基本性质：1)具有较长的荧光 寿命，可以排除背景荧光的干扰；2)具有高的荧光量子产率，提高光能量的 利用率；3)配体和中心金属离子可以形成稳定的结构，保证标记分子在复 杂生物环境中的保持稳定。所以荧光配合物作为时间分辨荧光共振能量转移 技术中荧光供体是一种理想材料，是提高该技术灵敏度的最关键部分。稀土 荧光配合物可以分为冠醚类稀土配合物、β
‑
二酮类稀土配合物、穴醚类稀土 配合物、杯芳烃类稀土配合物等。其中，穴醚具有三维空腔，可将金属离子 强烈地拉入空间格子内部，形成比较稳定的稀土配合物，具有较强的荧光性 质。穴醚与稀土金属形成的配合物形成是离子化合物，穴醚结构中含有可亲 水的氧原子，易于在细胞环境中进行标记，是一种荧光供体的理想材料。
4.目前，国内外虽已报道多种穴状配位物，但满足实际应用不多，理想的 穴状配位物必须具有高的摩尔吸收系数、高发光效率、长荧光寿命，有较好 的水溶性和激发态化学稳定性(不易为洋气、水等淬灭)，也要易于生物分 子标记。
5.已经商品化的稀土穴醚荧光配合物更是甚少，例如法国的cisbio研制的 应用于药物筛选eu
3+
,tb
3+
穴醚配合物已经可以出售，但是价格非常昂贵，价 格都在1万/mg以上，而且这种配合物合成步骤多，产率极低；而且该化合 物溶解性并不理想，会使标记工艺复杂化。例如下式a所示的稀土穴醚荧光 配合物，其摩尔消光系数在20000m
‑1cm
‑1左右，用于检测指标时检测限只能 达到10
‑9g/l,不能满足部分检测指标的要求。
[0006][0007]
为了满足更多检测指标的要求，亟需提供一种摩尔消光系数高、易于标 记的新型荧光材料。


技术实现要素：

[0008]
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种 新型三聚稀土铕配合物及其制备方法。
[0009]
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提供一种新型三聚稀 土铕配合物，具有如下式(i)所示的化学结构式：
[0010][0011]
其中，配合物mo的化学结构式如下式(ⅱ)所示：
[0012][0013]
本发明还提供一种如上所述的新型三聚稀土铕配合物的制备方法，所述 配合物mo的合成路线为：
[0014][0015]
优选的是，所述配合物mo的制备方法包括以下步骤：
[0016]
1)将式(
ⅱ‑
1)所示的化合物溶于超干四氢呋喃中，然后滴加pbr3，室 温下搅拌，再向其中加入二氯甲烷，溶液用水洗，抽干溶剂，重结晶得到式 (
ⅱ‑
2)所示的化合物；
[0017]
2)将式(
ⅱ‑
2)所示的化合物溶于超干乙腈中，冰浴条件下、氮气保护 气氛中缓慢滴加乙二胺，室温下搅拌，抽干溶剂，重结晶得到式(
ⅱ‑
3)所示 的化合物；
[0018]
3)氩气保护条件下，往脱水脱氧的两口烧瓶中加入无水eucl3和脱水脱 氧处理过的甲醇，搅拌，往得到的白色悬浊液中滴加式(
ⅱ‑
3)所示的化合物 的乙腈溶液，室温下搅拌过夜；待反应结束后，过滤，固体用无乙醚洗涤， 得到如式(ⅱ)所示的化合物，即配合物mo。
[0019]
优选的是，所述配合物mo的制备方法包括以下步骤：
[0020]
1)将式(
ⅱ‑
1)所示的化合物溶于超干四氢呋喃中，然后滴加pbr3，室 温下搅拌2h，再向其中加入二氯甲烷，溶液用水洗，抽干溶剂，重结晶得到 式(
ⅱ‑
2)所示的化合物；
[0021]
2)将式(
ⅱ‑
2)所示的化合物溶于超干乙腈中，冰浴条件下、氮气保护 气氛中缓慢滴加乙二胺，室温下搅拌3h，抽干溶剂，重结晶得到式(
ⅱ‑
3) 所示的化合物；
[0022]
3)氩气保护条件下，往脱水脱氧的两口烧瓶中加入无水eucl3和脱水脱 氧处理过的甲醇，搅拌0.5h后，往得到的白色悬浊液中滴加式(
ⅱ‑
3)所示 的化合物的乙腈溶液，室温下搅拌过夜；待反应结束后，过滤，固体用无乙 醚洗涤，得到如式(ⅱ)所示的化合物，即配合物mo。
[0023]
优选的是，其特征在于，该新型三聚稀土铕配合物的合成路线为：
[0024][0025]
优选的是，该新型三聚稀土铕配合物的制备方法包括以下步骤：
[0026]
步骤1、将2
‑
羟基丙烷
‑
1，2，3
‑
三羧、6
‑
溴己酸叔丁酯和edc加入到甲 苯中，回流加热，冷却，静置，分离得到如式(i
‑
1)所示的化合物；
[0027]
步骤2、将如式(i
‑
1)所示的化合物溶于甲醇中，调节ph，析出沉淀， 过滤，滤渣干燥得到如式(i
‑
2)所示的化合物；
[0028]
步骤3、室温条件下，将如式(i
‑
2)所示的化合物、配合物mo溶于超 干二氯甲烷中，滴加dcc的二氯甲烷溶液，搅拌，抽干溶剂，色谱分离得到 如式(i)所示的新型三聚稀土铕配合物。
[0029]
优选的是，该新型三聚稀土铕配合物的制备方法包括以下步骤：
[0030]
步骤1、将2
‑
羟基丙烷
‑
1，2，3
‑
三羧、6
‑
溴己酸叔丁酯和edc加入到甲 苯中，90℃回流加热，冷却，静置，分离得到如式(i
‑
1)所示的化合物；
[0031]
步骤2、将如式(i
‑
1)所示的化合物溶于甲醇中，用hcl调节ph值至 1
‑
2，析出沉淀，过滤，滤渣干燥得到如式(i
‑
2)所示的化合物；
[0032]
步骤3、室温条件下，将如式(i
‑
2)所示的化合物、配合物mo溶于超 干二氯甲烷中，滴加dcc的二氯甲烷溶液，搅拌2h，抽干溶剂，色谱分离 得到如式(i)所示的新型三聚稀土铕配合物。
[0033]
本发明的有益效果是：本发明提供的新型三聚稀土铕配合物，通过多聚 穴醚化合物与稀土铕进行配位形成可应用生物标记的荧光材料，其摩尔消光 系数相对于现有产品能提高4倍左右(80000m
‑1cm
‑1)，可提高检测的灵敏 度和准确度，适于作为荧光染料分子标记核酸、蛋白等生物分子以用于生物 医学领域的检测。
附图说明
[0034]
图1为本发明的实施例2中的化合物(
ⅱ‑
2)的h
‑
nmr检测结果；
[0035]
图2为本发明的实施例2中的化合物(
ⅱ‑
3)的h
‑
nmr检测结果；
[0036]
图3为本发明的实施例2中的化合物(i
‑
1)的h
‑
nmr检测结果；
[0037]
图4为本发明的实施例2中的化合物(i
‑
2)的h
‑
nmr检测结果；
[0038]
图5为本发明的实施例3中的新型三聚稀土铕配合物的吸收光谱图；
[0039]
图6为本发明的实施例3中的新型三聚稀土铕配合物的发射光谱图。
具体实施方式
[0040]
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参 照说明书文字能够据以实施。
[0041]
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一 个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
[0042]
实施例1
[0043]
本实施例提供一种新型三聚稀土铕配合物，其具有如下式(i)所示的化 学结构式：
[0044][0045]
其中，配合物mo的化学结构式如下式(ⅱ)所示：
[0046][0047]
实施例2
[0048]
本实施例提供一种如实施例1所述的新型三聚稀土铕配合物的制备方 法，其合成路线为：
[0049][0050]
其中的配合物mo的合成路线为：
[0051][0052]
在一种优选的实施例中，该新型三聚稀土铕配合物的制备方法包括以下 步骤：
[0053]
一、配合物mo的合成：
[0054]
1)将式(
ⅱ‑
1)所示的化合物(0.69g,1.07mmol)溶于15ml的超干四氢 呋喃中，然后滴加pbr3(1.28mmol)，室温下搅拌2h，再向其中加入150ml二 氯甲烷，溶液用水洗，抽干溶剂，重结晶得到式(
ⅱ‑
2)所示的化合物；其 h
‑
nmr检测结果如图1所示，其结构确认数据为：1h
‑
nmr(400mhz,cdcl3): 1.19(m,36h,ch3),3.62，3.65(s,8h,ch2),4.38(s,2h,ch2),6.53.6.29(d,8h, ch2ch2),7.72
‑
7.97(m,3h,ar)；
[0055]
2)将式(
ⅱ‑
2)(1mmol)所示的化合物溶于超干乙腈中，冰浴条件下、 氮气保护气氛中缓慢滴加乙二胺(1ml)，室温下搅拌3h，抽干溶剂，重结 晶得到式(
ⅱ‑
3)所示的化合物；其h
‑
nmr检测结果如图2所示，其核磁数 据为：1h
‑
nmr(400mhz,cdcl3):1.19(m,36h,ch3),2.77(m,4h, nhch2ch2nh2),3.62，3.52(s,8h,ch2),4.25(s,2h,ch2),6.57.6.30(d,8h, ch2ch2),7.75
‑
7.93(m,3h,ar)；
[0056]
3)氩气保护条件下，往脱水脱氧的100ml两口烧瓶中加入无水 eucl3(0.1496mmol)和脱水脱氧处理过的甲醇(30ml)，搅拌0.5h后，往得到 的白色悬浊液中滴加式(
ⅱ‑
3)所示的化合物(0.0499mmol)的乙腈溶液(20 ml)，室温下搅拌过夜；待反应结束后，过滤，固体用无乙醚洗涤，得到如 式(ⅱ)所示的化合物，即配合物mo。
[0057]
二、新型三聚稀土铕配合物的合成：
[0058]
步骤1、将2
‑
羟基丙烷
‑
1，2，3
‑
三羧、6
‑
溴己酸叔丁酯(1mmol)和edc (2mmol)加入到甲苯中，edc即1
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺盐酸 盐，90℃回流加热，冷却，静置，分离得到如式(i
‑
1)所示的化合物；其h
‑
nmr 检测结果如图3所示，其核磁数据为：1h
‑
nmr(400mhz,cdcl3):1.42(s,9h, ch3),1.62(m,6h,ch2ch2),2.32(s,2h,coch2),2.82,(s,4h,coch2),3.48(t, 2h,och2)；
[0059]
步骤2、将如式(i
‑
1)所示的化合物(1mmol)溶于15ml甲醇中，用1m 的hcl调节ph值至1
‑
2，析出沉淀，过滤，滤渣干燥得到如式(i
‑
2)所示的 化合物；其h
‑
nmr检测结果如图4所示，其核磁数据为：1h
‑
nmr(400mhz, cdcl3):1.42(s,9h,ch3),1.64(m,6h,ch2ch2),2.33(s,4h,coch2),3.55(m,2h, och2)；
[0060]
步骤3、室温条件下，将如式(i
‑
2)所示的化合物(0.1mmol)、配合物 mo(0.3mmol)溶于100ml的超干二氯甲烷中，滴加dcc的二氯甲烷溶液 (0.3mmoldcc溶于50ml的超干二氯甲烷中)，搅拌2h，抽干溶剂，色谱分 离得到如式(i)所示的新型三聚稀土铕配合物。
[0061]
实施例3稀土铕穴醚荧光配合物的荧光光谱检测
[0062]
检测方法为：在10.0ml容量瓶中加入实施例2合成的稀土铕穴醚荧光 配合物的二甲基亚砜储备液(10μg/ml，1ml)、三羟甲基氨基甲烷
‑
盐酸 (tris
‑
hcl)缓冲溶液(1x10
‑
3 mol/l，1ml)和双蒸水(3ml)，用二甲基亚砜 溶液稀释至刻度，摇匀，室温放置l0min，移入lcm的石英比色皿(cary eclipse 荧光分光光度计，美国varian公司)进行荧光光谱测定。
[0063]
检测结果如图5
‑
6所示，图5为稀土铕穴醚荧光配合物的吸收光谱图， 图6为稀土铕穴醚荧光配合物的发射光谱图。可以看出，荧光发射的信号稳 定，能形成特定峰形的荧光发射谱，且荧光发射峰的峰值高，说明稀土铕穴 醚荧光配合物中的三聚体对稀土金属离子中的eu
3+
具有高选择性的荧光信号 能量传递，从而产生强的荧光信号响应，该稀土铕穴醚荧光配合物适于作为 荧光染料分子标记核酸、蛋白等生物分子以用于生物医学领域的检测。
[0064]
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方 式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领 域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范 围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。