一种荧光化合物及其在次氯酸检测中的应用

一种荧光化合物及其在次氯酸检测中的应用
【专利摘要】本发明属于分析检测技术领域，公开了一种荧光化合物及其在次氯酸检测中的应用。所述荧光化合物为2?{3?氰基?4?[2?(4'?{2?[4?(2?羟基?乙氧基)?苯基]?1,2?联苯?乙烯基}?联苯?4?基)?乙烯基]?5,5?二甲基?5H?呋喃基?2?亚基}?丙二腈，其结构如式(1)所示。该化合物可实现对次氯酸的增强型荧光检测，在分析检测中能够避免外界条件的干扰，具有良好的检测精度与准确度，并且可以制备成便携带便储存的方便定性测量的试纸，避免了传统荧光染料在作为固体材料使用时的荧光淬灭现象。可用于化学、环境等样品中次氯酸的定量和定性分析。
【专利说明】
一种荧光化合物及其在次氯酸检测中的应用
技术领域
[0001] 本发明属于分析检测技术领域，具体涉及一种荧光化合物及其在次氯酸检测中的 应用。
【背景技术】
[0002] 次氯酸及其共辄碱HC10/CKT作为强氧化剂，被用于各种有机合成，也被用作消毒 剂和漂白剂，实现对发电站冷却水系统的防污及对自来水和饮用水的消毒等。但是，次氯酸 被用于自来水和饮用水消毒时，会在水中产生一些有机氯副产物(OBPs )，对人体会产生一 定的危害。同时，若OBPs浓度过高，还会使水生生物产生氧化应激，最终使水生生物产生遗 传毒性。虽然CKT具有一定杀菌功效，同时水生生物也具有一定的异物代谢水平和抗氧化 防御系统，但是未经处理的工业及家庭清洁废水，由于具有较高浓度的CKT，即使排放量很 低，长期与NaCIO接触，也会破坏水生生态系统已有的生态平衡，并影响水生生物的代谢过 程，妨碍其机体的生长。研究表明，随次氯酸浓度的增加，其对水生生物的毒性提高，从而使 其死亡率大幅提高，最终将不利于整个食物链上生物的正常生长。
[0003] 因此，为了提高饮水的化学安全性和水生生物的存活率，研究与开发能够用于灵 敏检测水环境中次氯酸含量的荧光化合物具有重要的意义。
[0004] 据报道，迄今为止，已有许多用于检测HC10/CKT的分析方法，主要包括碘量滴定 法、分光光度法和荧光法等。
[0005] 碘量滴定法用于检测次氯酸，反应式为：2H++C10-+2r=l2+Cl-+H2〇，l2+2S2〇3 2- = S4062_+2r，即在酸性介质中，次氯酸根和碘化钾反应后析出碘，再以淀粉为指示液，用硫代 硫酸钠标准溶液进行滴定，并以溶液蓝色消失为止所消耗的标准液来评价次氯酸含量。但 是，滴定终点的判断往往涉及分析人员的主观因素，因而，利用碘量滴定法进行检测的准确 性难以保证。
[0006] 分光光度法用于检测次氯酸，在于找出能与次氯酸发生专一显色反应而不受其它 物质干扰的显色剂。然而，到目前为止，并未发现符合上述要求的显色剂。能与次氯酸发生 显色反应的显色剂主要有氯酚红、丽丝胺绿B、罗丹明B和亚甲基蓝等，而干扰物质则一般用 其它化学试剂进行掩蔽，如联邻甲苯胺、酸性铬酸紫K、N，N'_二苯基对苯二胺和铬氨酸等。 因而检测过程繁琐，且易受干扰。
[0007] 荧光法在分析检测上具有选择性佳、灵敏度高、响应速度快和使用方便等优异特 点。同时，荧光化合物在化学结构上易于设计、修饰和改进，能满足不同检测样品的需要。因 此，荧光法非常适合于次氯酸的分析检测。中国专利CN201210528045.7制备了基于萘酰亚 胺二苯硒基衍生物，该化合物与次氯酸反应生成硒氧化物，在激发光照射下，可在500nm-575nm波长范围出现荧光增强的现象，从而实现了对次氯酸的荧光增强型检测;但该检测体 系易受其他氧化物的干扰，且该荧光探针具有聚集诱导淬灭的性质，难以实现荧光试纸型 检测。荧光比率型检测的方法（例如发表论文ACS Appl·Mater·Interfaces，2016,8，1511-l519)，合成了一种基于芘的吲哚衍生物的荧光探针，在430nm的激光照射下，该探针分子在 613nm处发射红色荧光，当双键与次氯酸加成反应后，即芘的吲哚衍生物变成芘的醛基衍生 物，从而在相同的的激发光照射下，470nm的蓝色荧光强度明显增加，而613nm的红色荧光大 幅减弱，实现了对次氯酸的的荧光比率型检测;但该荧光探针具有聚集诱导淬灭的性质，难 以实现荧光试纸型检测。
[0008] 尽管用于检测HC10/CKT的荧光化合物目前已取得了一定进展，但少有具备以下 所有优异特性的检测体系：（1)对HC10/CKT响应灵敏且特异性识别能力强；（2)响应速度 快；（3)可用于次氯酸定性定量分析的固体荧光试纸。由上可见，本领域急需发展抗干扰能 力强、准确度高的简便的次氯酸检测方法，并能够制备成易储存、易使用的荧光试纸，以满 足实际应用的需求。

【发明内容】

[0009] 为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种荧光 化合物。
[0010] 本发明的另一目的在于提供上述荧光化合物的制备方法。
[0011] 本发明的再一目的在于提供上述荧光化合物在次氯酸检测中的应用。
[0012] 本发明目的通过以下技术方案实现：
[0013] 一种荧光化合物，所述荧光化合物为2-{3_氰基-4-[2-(4'-{2-[4-(2-羟基-乙氧 基)-苯基]-1，2-联苯-乙烯基}-联苯-4-基)-乙烯基]-5，5-二甲基-5H-呋喃基-2-亚基}-丙 二腈(TPE-DCDHF)，其具有如下结构式：
[0015] 上述荧光化合物的制备方法，包括如下制备步骤：
[0016] (1)将（4-羟基-苯基）-苯基-甲酮和（4-溴苯基）-苯基-甲酮溶于四氢呋喃（THF) 中，搅拌下加入锌粉，通氮气保护，冰浴条件下逐滴加四氯化钛，撤去冰浴，先室温下反应 0.5-1小时，而后加热控制温度为67°C_70°C回流过夜，反应产物经分离纯化，得到白色固体 4-[2-(4_溴-苯基)-1，2_二苯基-乙烯基]-苯酚；
[0017] (2)将4- [ 2-( 4-溴-苯基)-1，2-二苯基-乙烯基]-苯酚溶于N，N-二甲基甲酰胺中， 加入碳酸铯，抽真空通氮气，再加入2-溴乙醇，搅拌加热控制温度为110°C_115°C反应过夜， 反应产物经分离纯化，得到白色固体2-{4-[2-(4_溴-苯基）-1，2_二苯基-乙烯基]-苯氧 基}-乙醇；
[0018] (3)将2-{4-[2-(4-溴-苯基)-1，2_二苯基-乙烯基]-苯氧基}-乙醇溶于甲苯中，加 入4-甲酰基苯基硼酸，四丁基溴化铵(ΤΑΒΑ)和碳酸钾水溶液，搅拌混合均匀，再加入四（三 苯基膦)钯(Pd(Pph 3)4)，抽真空通氮气，加热至90°C-95°C反应20-24小时，反应产物经分离 纯化，得到固体4'-{2-[4-(2_羟基乙氧基)-苯基]-1，2-二苯基-乙烯基}-联苯-4-甲醛；
[0019] (4)配制乙醇钠的乙醇溶液，室温搅拌条件下加入3-羟基-3-甲基-2-丁酮和异氰 基乙腈，1-1.5小时后再加入乙醇，并加热至79-80 °C回流1-1.5小时，反应产物经分离纯化， 得到米白色结晶固体2-( 3-氰基-4，5，5三甲基-5H-呋喃基-2-亚基)-丙二腈；
[0020] (5)将步骤(3)所得4 '-{2-[4-(2-羟基乙氧基)-苯基]-1，2-二苯基-乙烯基}-联 苯-4-甲醛和步骤(4)所得2-(3-氰基_4,5,5三甲基-5H-呋喃基-2-亚基)-丙二腈溶于吡啶， 再加入乙酸，搅拌加热至25-40Γ反应过夜，反应产物经分离纯化，得到固体荧光化合物2-{3-氰基-4-[2-(4'-{2-[4-(2-羟基-乙氧基)-苯基]-1，2-联苯-乙烯基}-联苯-4-基)-乙烯 基]-5，5-二甲基-5H-呋喃基-2-亚基}-丙二腈。
[0021] 上述荧光化合物的合成路线图如图1所示。
[0022] 优选地，步骤(1)中所述(4-羟基-苯基)_苯基-甲酮和(4-溴苯基)_苯基-甲酮用量 的摩尔比为(0.9-1) :1;锌粉与(4-羟基-苯基)-苯基-甲酮用量的摩尔比为(5.5-6) :1;四氯 化钛与锌粉的摩尔比为（1-1.125): 1。
[0023] 优选地，步骤(2)所述2-溴乙醇与4-[2-(4_溴-苯基)-1，2_二苯基-乙烯基]-苯酚 的摩尔比为(1.5-2.0):1;碳酸铯与2-溴乙醇的摩尔比为1:(1-1.11)。
[0024]优选地，步骤（3)中所述4-甲酰基苯基硼酸、四丁基溴化铵、碳酸钾和四（三苯基 膦)钯与2-{4-[2-(4_溴-苯基)-1，2_二苯基-乙烯基]-苯氧基}-乙醇用量的摩尔比分别为 (1-1.2):1、（0·1-0.15):1、（7.5-8):1和(4.30-4.33)X10- 3:1。
[0025] 优选地，步骤(4)中所述异氰基乙腈和乙醇钠与3-羟基-3-甲基-2-丁酮的摩尔比 分别为(2-2.06):1和(0.1-0.15): 1。
[0026] 优选地，步骤(5)中所述4 '-{2-[4-(2_羟基乙氧基)-苯基]-1,2-二苯基-乙烯基}-联苯-4-甲醛与2-(3-氰基-4，5，5三甲基-5H-呋喃基-2-亚基)-丙二腈的摩尔比为(0.9-1): 1〇
[0027] 优选地，上述制备方法中，步骤（1)中所述分离纯化步骤为:反应液用乙酸乙酯/饱 和碳酸氢钠溶液萃取，有机相再干燥，过滤，旋转蒸发除去有机溶剂，所得固体经硅胶层析 柱纯化;步骤(2)所述分离纯化步骤为:反应液冷却至室温后，旋转蒸发除去有机溶剂，用二 氯甲烷/去离子水萃取，收集有机相，干燥，过滤，旋转蒸发除去滤液中的溶剂，再经硅胶层 析柱纯化;步骤(3)所述分离纯化步骤为：反应液冷却至室温，用乙酸乙酯/去离子水萃取， 收集有机相，干燥，过滤，旋转蒸发除去溶剂，所得固体经硅胶层析柱纯化;步骤(4)所述分 离纯化步骤为：反应液在冰箱中冷却，然后过滤，并用冰乙醇洗涤固体过滤物，干燥;步骤 (5)所述分离纯化步骤为:反应液冷却至室温，使溶于乙酸乙酯，并分别用盐酸和盐水洗涤3 次和1次，再干燥，过滤，旋转蒸发除去溶剂，所得固体经硅胶层析柱纯化。
[0028] 本发明所得产物荧光化合物2-{3_氰基-4-[2-(4'-{2-[4-(2-羟基-乙氧基)-苯 基]-1,2-联苯-乙烯基}-联苯-4-基）-乙烯基]-5，5_二甲基-5H-呋喃基-2-亚基}-丙二腈 (TPE-DCDHF)，分子式为C46H 35N3〇3，相对分子质量为677.79。TPE-DCDHF为浅黄色无味固体粉 末，易溶于乙腈，氯仿等溶剂。该化合物光稳定性好，无毒，也具有良好的生物相容性。当 TPE-DCDHF与次氯酸反应后，双键发生氧原子加成并随后水解，变成TPE-CH0，其在440nm的 激发光照射下，在505nm左右发射强烈的蓝绿色荧光。本发明荧光化合物可用于环境样品、 化学样品中次氯酸的定性与定量分析。
[0029]上述荧光化合物在次氯酸检测中的应用，将荧光化合物制备成纳米分散液或检测 试纸用于次氯酸检测。
[0030] 所述纳米分散液是将含有荧光化合物的乙腈母液用PBS缓冲液稀释至浓度为ΙΟμΜ 得到;所述检测试纸是将原纸浸润在含有荧光化合物的二氯甲烷母液中，经热风恒温干燥 得到的。所得检测试纸便于储存、携带和使用。
[0031] 相对于现有技术，本发明具有如下优点及有益效果：
[0032] (1)本发明的荧光化合物与次氯酸有良好的特异性反应，生成的产物TPE-CH0具有 聚集诱导发光效应，在水中时，由于疏水作用和JTi相互作用，易于聚集，便于发射荧光； [0033] (2)本发明的TPE-DCDHF聚集体与次氯酸反应后，双键发生氧原子加成并随后水 解，变成TPE-CH0,在440nm激发光的照射下，在505nm左右发射蓝绿色荧光;随着次氯酸的量 的增大，蓝绿色荧光逐渐增强，因此可实现对次氯酸的增强型荧光检测；
[0034] (3)本所得检测试纸制备工艺简单，便于储存、携带和使用；由于荧光化合物TPE- DCDHF与次氯酸反应后的产物TPE-CH0具有聚集诱导发光的特性，在固态聚集时荧光不会淬 灭，所得检测试纸具有灵敏度高、准确性高的优点。
【附图说明】
[0035] 图1为本发明荧光化合物的合成路线图。
[0036] 图2为实施例1中4-[2-(4_溴-苯基)-1，2_二苯基-乙烯基]-苯酚的核磁共振氢谱 图。
[0037]图3为实施例1中2-{4-[2-(4_溴-苯基)-1，2_二苯基-乙烯基]-苯氧基}_乙醇核磁 共振氢谱图。
[0038]图4为实施例1中4'-{2-[4-(2_羟基乙氧基)-苯基]-1,2-二苯基-乙烯基}-联苯- 4-甲醛的核磁共振氢谱图。
[0039]图5为实施例1中2-(3-氰基-4，5，5三甲基-5H-呋喃基-2-亚基)-丙二腈的核磁共 振氢谱图。
[0040] 图6为实施例1中2-{3_氰基-4-[2-(4'-{2-[4-(2-羟基-乙氧基)-苯基]-1,2-联 苯-乙烯基}-联苯-4-基)-乙烯基]-5,5-二甲基-5H-呋喃基-2-亚基}-丙二腈的核磁共振氢 谱图。
[0041 ] 图7为实施例1中2-{3_氰基-4-[2-(4'-{2-[4-(2-羟基-乙氧基)-苯基]-1,2-联 苯-乙烯基}-联苯-4-基)-乙烯基]-5,5-二甲基-5H-呋喃基-2-亚基}-丙二腈的质谱图。 [0042]图8为实施例4所得TPE-DCDHF纳米分散液对次氯酸响应不同时间的荧光光谱图。 [0043]图9为实施例4所得TPE-DCDHF纳米分散液对不同浓度次氯酸响应的荧光光谱图。 [0044]图10为实施例5所得TPE-D⑶HF荧光试纸对不同浓度次氯酸响应的照片图。
【具体实施方式】
[0045] 下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限 于此。
[0046] 实施例1
[0047] (1) 1982mg (4_羟基-苯基）-苯基-甲酬（1 Ommo 1)和261 lmg (4-漠苯基）-苯基-甲酬 (lOmmol)溶于120mL四氢咲喃中，搅拌下加入3923mg锌粉(60mmol)，通氮气保护，冰浴条件 下逐滴将7.40mL四氯化钛(67.5mmol)加入，撤去冰浴，先室温下反应1小时，而后加热回流 过夜，控制温度为70°C;冷却至室温后，用乙酸乙酯/饱和碳酸氢钠溶液萃取，有机相再用无 水硫酸钠干燥，过滤；旋转蒸发除去有机溶剂，所得固体经硅胶层析柱纯化(淋洗剂：正己 烧/二氣甲烧，V/V=l :3)，得到白色固体广物4-[2-(4_漠-苯基)_1，2_二苯基-乙烯基]-苯 酚1800mg(产率为42.1%);通过核磁共振氢谱对该产物进行表征，1H NMR(600MHz，DMS0j ppm):9.38-9.42(d,lH),7.15-7.17(d,3H),7.08-7.13(m,5H),6.93-6.98(m,5H),6.86-6.87((1,1H) ,6.72-6.76(m,2H) ,6.54-6.55((1,1H) ,6.49-6.51((1,1H)。其中9.40ppm处对应 的是羟基基团上质子的特征峰，6.49-7.15ppm对应的是四苯基乙稀上质子的特征峰。通过 核磁的分析可以确定所合成的产物为目标中间体。核磁共振氢谱图如图2所示。
[0048] (2)将 1282mg 4-[2-(4_溴-苯基）-1,2-二苯基-乙烯基]-苯酚（3mmol)溶于20mL N，N-二甲基甲酰胺中，加入1759mg碳酸铯（5 · 4mmo 1)，抽真空通氮气，再加入0 · 43mL2_溴乙 醇(6mmol)，然后搅拌，加热反应过夜，加热温度为115°C;冷却至室温后，旋转蒸发除去有机 溶剂，用二氯甲烷/去离子水萃取，收集有机相，用无水硫酸钠干燥，过滤;旋转蒸发除去滤 液中的溶剂，再经硅胶层析柱纯化(淋洗剂:正己烷/二氯甲烷，V/V=l:3)，得到白色固体产 物2-{4-[2-(4_溴-苯基)-1,2-二苯基-乙烯基]-苯氧基}-乙醇1301mg(产率为92.0%);通 过核磁共振氢谱对该产物进行表征，111匪1?(6001抱，0130,3 ??111):7.35-7.36((1，1!〇,7.28-7.31(d,lH),7.16-7.18(t,2H),7.10-7.14(dt,4H),6.94-6.99(m,4H),6.90-6.92(d,lH), 6.84-6.88(m,3H),6.73-6.74(d,1H),6.68-6.70(d,1H),4.8〇-4.83(q,1H),3.88-3.92(m, 2!1)，3.64-3.68(111，2!〇。其中4.82口口111处对应的是羟基基团上质子的特征峰，6.68-7.36口口111 对应的是四苯基乙稀上质子的特征峰，而3.90ppm、3.66ppm则分别对应了两个亚甲基质子 的特征峰。通过核磁的分析可以确定所合成的产物为目标中间体。核磁共振氢谱图如图3所 不。
[0049] (3)将943mg 2-{4-[2-(4_溴-苯基)-1,2-二苯基-乙烯基]-苯氧基}-乙醇（2mmol) 溶于30mL甲苯中，加入360mg 4-甲酰基苯基硼酸（2.4mmol)，97mg四丁基溴化铵（0.3mmol) 和811^2111〇1/1碳酸钾水溶液，室温搅拌0.5小时，再加入1011^四（三苯基膦）钯（8.65*10- 3mmol)，并快速抽真空，通氮气，加热反应，加热温度为95°C，反应时间为24小时;冷却至室 温，用乙酸乙酯/去离子水萃取，收集有机相，干燥，过滤，旋转蒸发除去溶剂，所得固体经硅 胶层析柱纯化(淋洗剂：二氯甲烷/丙酮，V/V=100:l)，得到固体4'-{2-[4-(2_羟基乙氧 基)-苯基]-1，2_二苯基-乙烯基}-联苯-4-甲醛610mg(产率为61.4% );通过核磁共振氢谱 对该产物进行表征，1^1匪1?(6001!^，0150,5??111):10.02(8，1!1)，7.94-7.95((1，2!1)，7.85-7.86(d，2H),7.56-7.58(d，2H),7.11-7.20(m，8H),7.06-7.08((1,2H),7.02-7.04(m，4H)， 6.69-6.71 (d，2H) ,4.81-4.83(d，lH) ,3.89-3.90(t，2H) ,3.66-3.68(m，2H)。其中 10.02ppm 处对应的是醛基基团上质子的特征峰，6.69-7.95ppm对应的是芳环上质子的特征峰， 4.8]^口111处对应的是羟基基团上质子的特征峰，而3.89。。1]1、3.67。。1]1则分别对应了两个亚甲 基质子的特征峰。通过核磁的分析可以确定所合成的产物为目标中间体。核磁共振氢谱图 如图4所示。
[0050] (4)将885mg乙醇钠（13mmol)溶于10mL乙醇，室温水浴，搅拌条件下，再加入8987mg 3-羟基-3-甲基-2-丁酮(88mmol)和11957mg新蒸的异氰基乙腈（181mmol)。1.5小时后再加 入30mL乙醇，并加热至80°C回流1.5小时;在冰箱中冷却，然后过滤，并用少量冰乙醇洗涤固 体过滤物，干燥得米白色结晶固体2-( 3-氰基-4，5，5三甲基-5H-呋喃基-2-亚基）-丙二腈 11600mg(产率为66.2 % );通过核磁共振氢谱对该产物进行表征，1H匪R(600MHz，DMSO，δ ppm): 2 · 35-2 · 38(dd，3Η)，1 · 58-1 · 61 (dd，6Η)。其中2 · 35-2 · 38ppm处对应的是与双键相连的 甲基上质子的特征峰，1.58-1.61ppm对应的是靠近0的两个甲基上质子的特征峰。核磁共振 氢谱图如图5所示。
[0051 ] (5)将298mg 4'-{2-[4-(2-羟基乙氧基)-苯基]-1,2-二苯基-乙烯基}-联苯-4-甲 醛(0.6mmo 1)和120mg 2-(3-氰基-4，5，5三甲基-5H-呋喃基-2-亚基）-丙二腈(0.6mmo 1)溶 于4mL吡啶，再加入0.16mL乙酸，搅拌，加热至40°C，反应过夜；冷却至室温，使溶于乙酸乙 酯，并分别用盐酸和盐水洗涤3次和1次，再用无水硫酸钠干燥，过滤;旋转蒸发除去溶剂，所 得固体经硅胶层析柱纯化(淋洗剂:二氯甲烷/甲醇，V/V=100:l)，得到固体2-{3_氰基-4-[2-(4'-{2-[4-(2-羟基-乙氧基)-苯基]-1，2-联苯-乙烯基}-联苯-4-基)-乙烯基]-5,5-二 甲基-5H-呋喃基-2-亚基}-丙二腈280mg(产率为68.9% );通过核磁共振氢谱对该产物进行 表征，lHNMR(600MHz，DMS0, δρρπι): 7 · 95-7 · 97(m，3H)，7 · 79-7 · 81 (d，2H)，7 · 58-7 · 59(d，2H)， 7.13-7.20(dt,7H),7.02-7.07(dd,6H),6.86-6.87(d,2H),6.69-6.71(d,2H),3.89-3.90 (七,2!〇,3.65-3.67(111，2!〇，1.81(8,6!〇。其中6.69-7.97口口111处对应的是芳环和双键上质子 的特征峰，3.89ppm、3.66ppm分别对应了两个亚甲基质子的特征峰，而1.81ppm对应的是两 个甲基质子的特征峰。此外，还通过质谱进行了辅助证明，MS(ESI) :m/z 676.5[Μ-ΗΓ。通过 核磁和质谱的分析可以确定所合成的产物目标荧光化合物。核磁共振氢谱图以及质谱图如 图6和图7所示。
[0052] 实施例2
[0053] (1) 932mg (4_羟基-苯基)-苯基-甲酬(4.7 Ommo 1)和1364mg (4-漠苯基)-苯基-甲酬 (5.22mmol)溶于47mL四氢咲喃中，搅拌下加入1690mg锌粉（25.85mmol)，通氮气保护，冰浴 条件下逐滴将2.83mL四氯化钛(25.85mmol)加入，撤去冰浴，先室温下反应0.5小时，而后加 热回流过夜，控制温度为67°C;冷却至室温后，用乙酸乙酯/饱和碳酸氢钠溶液萃取，有机相 再用无水硫酸钠干燥，过滤;旋转蒸发除去有机溶剂，所得固体经硅胶层析柱纯化(淋洗剂： 正己烧/二氣甲烧，￥/￥=1:3)，得到白色固体广物4-[2-(4-漠-苯基）-1，2_二苯基-乙稀 基]-苯酚837mg(产率为41.7% )。
[0054] (2)将641mg 4-[2-(4_溴-苯基)-1,2-二苯基-乙烯基]-苯酚（1.5mmol)溶于9mLN, N-二甲基甲酰胺中，加入733mg碳酸铯(2.25mmol)，抽真空通氮气，再加入0.16mL 2-溴乙醇 (2.25mmol)，然后搅拌，加热反应过夜，加热温度为110°C ;冷却至室温后，旋转蒸发除去有 机溶剂，用二氯甲烷/去离子水萃取，收集有机相，用无水硫酸钠干燥，过滤;旋转蒸发除去 滤液中的溶剂，再经硅胶层析柱纯化(淋洗剂:正己烷/二氯甲烷，V/V = 1:3 )，得到白色固体 产物2-{4-[2-(4-溴-苯基)-1，2-二苯基-乙烯基]-苯氧基}-乙醇64811^(产率为91.6%)。
[0055] (3)将613mg 2-{4-[2-(4_溴-苯基）_1，2_二苯基-乙烯基]-苯氧基}_乙醇 (1 · 3mmol)溶于15.6mL甲苯中，加入195mg 4-甲酰基苯基硼酸（1 · 3mmol)，42mg四丁基溴化 铵(0 · 13mmol)和5 · 42mL 1 · 8mol/L碳酸钾水溶液，室温搅拌0 · 5小时，再加入6mg四（三苯基 膦)钯(5.59*10_3mmol)，并快速抽真空，通氮气，加热反应，加热温度为90°C，反应时间为20 小时；冷却至室温，用乙酸乙酯/去离子水萃取，收集有机相，干燥，过滤，旋转蒸发除去溶 剂，所得固体经硅胶层析柱纯化(淋洗剂：二氯甲烷/丙酮，V/V=100:l)，得到固体4'-{2_ [4-(2-羟基乙氧基)-苯基]-1，2_二苯基-乙烯基}-联苯-4-甲醛395mg(产率为61.2% )。
[0056] (4)将272mg乙醇钠（4mmol)溶于4mL乙醇，室温水浴，搅拌条件下，再加入4085mg 3- 羟基-3-甲基-2-丁酮（40mmol)和5285mg新蒸的异氰基乙腈（80mmol)。1小时后再加入 12mL乙醇，并加热至79 °C回流1小时;在冰箱中冷却，然后过滤，并用少量冰乙醇洗涤固体过 滤物，干燥得米白色结晶固体2_( 3-氰基-4，5，5三甲基-5H-呋喃基-2-亚基)-丙二腈525 lmg (产率为65.9%)。
[0057] (5)将149mg 4'-{2-[4-(2_羟基乙氧基)-苯基]-1,2-二苯基-乙烯基}-联苯-4-甲 醛(0.30mmo 1)和66mg 2- (3-氰基-4，5，5三甲基-5H-呋喃基-2-亚基)-丙二腈(0.33mmo 1)溶 于1.8mL吡啶，再加入0.075mL乙酸，搅拌，加热至25°C，反应过夜;冷却至室温，使溶于乙酸 乙酯，并分别用盐酸和盐水洗涤3次和1次，再用无水硫酸钠干燥，过滤;旋转蒸发除去溶剂， 所得固体经硅胶层析柱纯化(淋洗剂:二氯甲烷/甲醇，V/V=100:l)，得到固体2-{3_氰基- 4- [2-(4'-{2-[4-(2_羟基-乙氧基)-苯基]-1,2-联苯-乙烯基}-联苯-4-基)-乙烯基]-5,5-二甲基-5!1-呋喃基-2-亚基}-丙二腈13911^(产率为68.4%)。 ；
[0058]本实施例所得荧光化合物TPE-DCDHF的中间体以及最终的化合物表征与实施例1 中的结果是相同的。
[0059] 实施例3
[0060] (1 )595mg(4_羟基-苯基）-苯基-甲酬（3mmol)和825mg(4_漠苯基）-苯基-甲酬 (3.16mmol)溶于34.5mL四氢咲喃中，搅拌下加入1118mg锌粉（17. lmmol)，通氮气保护，冰浴 条件下逐滴将2.09mL四氯化钛（19.07mmol)加入，撤去冰浴，先室温下反应0.7小时，而后加 热回流过夜，控制温度为68°C;冷却至室温后，用乙酸乙酯/饱和碳酸氢钠溶液萃取，有机相 再用无水硫酸钠干燥，过滤;旋转蒸发除去有机溶剂，所得固体经硅胶层析柱纯化(淋洗剂： 正己烧/二氣甲烧，￥/￥=1:3)，得到白色固体广物4-[2-(4-漠-苯基）-1，2_二苯基-乙稀 基]-苯酚537mg(产率为41.9% )。
[0061 ] (2)将427mg 4-[2-(4_溴-苯基)-1,2-二苯基-乙烯基]-苯酚（1臟〇1)溶于6.51111^， N-二甲基甲酰胺中，加入528mg碳酸铯（1.6mmol)，抽真空通氮气，再加入0.12mL 2-溴乙醇 (1.7_〇1)，然后搅拌，加热反应过夜，加热温度为112°C;冷却至室温后，旋转蒸发除去有机 溶剂，用二氯甲烷/去离子水萃取，收集有机相，用无水硫酸钠干燥，过滤;旋转蒸发除去滤 液中的溶剂，再经硅胶层析柱纯化(淋洗剂:正己烷/二氯甲烷，V/V=l:3)，得到白色固体产 物2-{4-[2-(4_溴-苯基)-1，2_二苯基-乙烯基]-苯氧基}-乙醇430mg(产率为91.2% )。
[0062] (3)将424mg 2-{4-[2-(4_溴-苯基）-1，2_二苯基-乙烯基]-苯氧基}-乙醇 (0.9mmol)溶于11.7mL甲苯中，加入148mg 4-甲酰基苯基硼酸(0.99mmol)，38mg四丁基溴化 铵(0 · 12mmol)和3 · 65mL 1 · 9mol/L碳酸钾水溶液，室温搅拌0 · 5小时，再加入4mg四（三苯基 膦)钯(3.89*10_3mmol)，并快速抽真空，通氮气，加热反应，加热温度为93°C，反应时间为22 小时；冷却至室温，用乙酸乙酯/去离子水萃取，收集有机相，干燥，过滤，旋转蒸发除去溶 剂，所得固体经硅胶层析柱纯化(淋洗剂：二氯甲烷/丙酮，V/V=100:l)，得到固体4'-{2_ [4-(2-羟基乙氧基)-苯基]-1,2-二苯基-乙烯基}-联苯-4-甲醛272mg(产率为60.9%)。 [0063] (4)将133mg乙醇钠（1 · 95mmo 1)溶于1 · 6lmL乙醇，室温水浴，搅拌条件下，再加入 1532mg 3-羟基-3-甲基-2-丁酮（15mmo 1)和2012mg新蒸的异氰基乙腈（30 · 45mmo 1)。1 · 2小 时后再加入4.84mL乙醇，并加热至79°C回流1.2小时;在冰箱中冷却，然后过滤，并用少量冰 乙醇洗涤固体过滤物，干燥得米白色结晶固体2-(3-氰基-4，5，5三甲基-5H-呋喃基-2-亚 基)_丙二腈196〇11^(产率为65.6%)。
[0064] (5)将99mg 4'-{2-[4-(2_羟基乙氧基)-苯基]-1,2-二苯基-乙烯基}-联苯-4-甲 醛(0.2_〇1)和42mg 2-(3-氰基_4,5,5三甲基-5H-呋喃基-2-亚基)-丙二腈(0.21mmol)溶 于1.3mL吡啶，再加入0.052mL乙酸，搅拌，加热至30°C，反应过夜;冷却至室温，使溶于乙酸 乙酯，并分别用盐酸和盐水洗涤3次和1次，再用无水硫酸钠干燥，过滤;旋转蒸发除去溶剂， 所得固体经硅胶层析柱纯化(淋洗剂:二氯甲烷/甲醇，V/V=100:l)，得到固体2-{3_氰基- 4-[2-(4'-{2-[4-(2_羟基-乙氧基)-苯基]-1,2-联苯-乙烯基}-联苯-4-基)-乙烯基]-5,5-二甲基-5H-呋喃基-2-亚基}-丙二腈93mg(产率为68.6 % )。
[0065]本实施例所得荧光化合物TPE-DCDHF的中间体以及最终的化合物表征与实施例1 中的结果是相同的。
[0066] 实施例4
[0067] 荧光化合物制备成纳米分散液在次氯酸检测中的应用：
[0068] 将3.4mg固体荧光化合物2-{3_氰基-4-[2-(4'-{2-[4-(2-羟基-乙氧基)-苯基]-l，2-联苯-乙烯基}-联苯-4-基)-乙烯基]-5,5-二甲基-5H-呋喃基-2-亚基}-丙二腈(TPE-DCDHF，实施例1制备)溶于5mL乙腈中，配置成浓度为ImM的荧光化合物母液。然后用PBS缓冲 液稀释至荧光化合物浓度为1〇μΜ，得到纳米分散液。
[0069]本实施例所得TPE-DCDHF纳米分散液对PBS缓冲液体系（10mM，pH 7.4)中的次氯酸 进行检测分析。
[0070] 次氯酸用磷酸盐缓冲液配置成母液浓度为ImM。测试时，次氯酸浓度稀释至1-10μ Μ，测试体系总量为3mL(含5%乙腈），测试温度为25°C，以440nm为激发波长，其在不同时间 和不同浓度次氯酸条件下测得荧光光谱图分别如图8和图9所示。从图8和图9可以看出，在 不存在次氯酸的情况下，在440nm的激发光照射下，在505nm左右发射蓝绿色几乎没有荧光 发射;而在次氯酸的存在下，由于TPE-DCDHF与次氯酸反应，通过双键的氧原子加成随后水 解断裂生成了 TPE-CH0,该物质在水中不断聚集，在505nm处产生强烈的荧光，大约在16分钟 荧光强度不再增长。以505nm处的荧光强度为检测信号，可实现对次氯酸的增强型荧光检 测 。
[0071] 本实施例所得TPE-DCDHF纳米分散液对实际样品中次氯酸的荧光检测。
[0072] 在对环境样品中的次氯酸进行检测分析时，选取了自来水样品、养鱼池塘水样品 和84消毒样品，并分别稀释5倍、10倍和5000倍用以测试标定，并与传统的碘量法测试结果 作对照，结果如表1。从表1中数据可以看出，合成的该荧光化合物对次氯酸有较好的检测效 果，与碘量法结果相比相差不大，并从方差的结果可以看出荧光法具有更好的精度，可以说 明TPE-DCDHF可适用于环境样品中次氯酸的标定。该方法具有制备简便、准确度高等优点， 可有效消除环境因素的干扰，在环境样品分析中显示了极大的潜力。
[0073]表1TPE-D⑶HF荧光化合物纳米分散液在对环境样品次氯酸的标定
[0074]
[0075] 实施例5
[0076] 荧光化合物制备成荧光试纸在次氯酸检测中的应用：
[0077] 将原纸（长*宽= 12*2cm2)浸润在浓度为ImM的TPE-DCDHF的二氯甲烷母液中30s， 取出，经35 °C热风恒温干燥，得到TPE-DCDHF荧光试纸。
[0078]本实施例所得荧光试纸对的不同浓度次氯酸的荧光检测标定。
[0079]用制备好的TPE-DCDHF荧光试纸对次氯酸进行标定。将0-10μΜ的次氯酸样品用内 径0·3mm的毛细点样管蘸取等体积，点在该荧光试纸上，经过20min风干，用15W 365nm的手 提紫外灯照射，结果如图10所示，可以看出随着次氯酸浓度的升高，试纸上的荧光点亮度依 次增强，可见该荧光试纸可用于次氯酸样品的荧光显色定性分析，并且操作简便，易于推 广。
[0080]上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的 限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化， 均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种荧光化合物，其特征在于:所述荧光化合物为2-{3_氰基-4-[2-(4'-{2-[4-(2-羟基-乙氧基)-苯基]-1，2-联苯-乙烯基}-联苯-4-基)-乙烯基]-5,5-二甲基-5H-呋喃基-2-亚基}-丙二腈，其具有如下结构式 ：2. 权利要求1所述的一种荧光化合物的制备方法，其特征在于包括如下制备步骤： (1) 将(4-羟基-苯基)-苯基-甲酮和(4-溴苯基)-苯基-甲酮溶于四氢呋喃中，搅拌下加 入锌粉，通氮气保护，冰浴条件下逐滴加四氯化钛，撤去冰浴，先室温下反应0.5-1小时，而 后加热控制温度为67°C-70°C回流过夜，反应产物经分离纯化，得到白色固体4-[2-(4_溴_ 苯基) _1，2-二苯基-乙烯基]-苯酸； (2) 将4-[2-(4_溴-苯基)-1，2_二苯基-乙烯基]-苯酚溶于N，N-二甲基甲酰胺中，加入 碳酸铯，抽真空通氮气，再加入2-溴乙醇，搅拌加热控制温度为110°C_115°C反应过夜，反应 产物经分离纯化，得到白色固体2-{4-[2-(4_溴-苯基)-1，2_二苯基-乙烯基]-苯氧基}-乙 醇； (3) 将2-{4-[2-(4_溴-苯基)-1，2_二苯基-乙烯基]-苯氧基}-乙醇溶于甲苯中，加入4-甲酰基苯基硼酸，四丁基溴化铵和碳酸钾水溶液，搅拌混合均匀，再加入四（三苯基膦)钯， 抽真空通氮气，加热至90°C_95°C反应20-24小时，反应产物经分离纯化，得到固体4'-{2-[4-(2_羟基乙氧基)-苯基]-1,2-二苯基-乙烯基}-联苯-4-甲醛； (4) 配制乙醇钠的乙醇溶液，室温搅拌条件下加入3-羟基-3-甲基-2-丁酮和异氰基乙 腈，1-1.5小时后再加入乙醇，并加热至79-80 °C回流1-1.5小时，反应产物经分离纯化，得到 米白色结晶固体2-( 3-氰基-4，5，5三甲基-5H-呋喃基-2-亚基)-丙二腈； (5) 将步骤(3)所得4'-{2-[4-(2-羟基乙氧基)-苯基]_1，2_二苯基-乙烯基}-联苯-4-甲醛和步骤(4)所得2-(3_氰基_4,5,5三甲基-5H-呋喃基-2-亚基)-丙二腈溶于吡啶，再加 入乙酸，搅拌加热至25-40°C反应过夜，反应产物经分离纯化，得到固体荧光化合物2-{3_氰 基-4-[2-(4'-{2-[4-(2-羟基-乙氧基)-苯基]-1,2-联苯-乙烯基}-联苯-4-基)-乙烯基]_ 5，5-二甲基-5H-呋喃基-2-亚基}-丙二腈。3. 根据权利要求2所述的一种荧光化合物的制备方法，其特征在于:步骤（1)中所述(4-羟基-苯基)-苯基-甲酮与(4-溴苯基)-苯基-甲酮用量的摩尔比为(0.9-1) :1;锌粉与(4-羟 基-苯基)-苯基-甲酮用量的摩尔比为(5.5-6): 1;四氯化钛与锌粉的摩尔比为（1-1.125): 1〇4. 根据权利要求2所述的一种荧光化合物的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述2-溴 乙醇与4-[2-(4_溴-苯基)-1，2_二苯基-乙烯基]-苯酚的摩尔比为（1.5-2.0): 1;碳酸铯与 2-溴乙醇的摩尔比为1:( 1-1.11)。5. 根据权利要求2所述的一种荧光化合物的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述4-甲酰基苯基硼酸、四丁基溴化铵、碳酸钾和四（三苯基膦)钯与2-{4-[2-(4_溴-苯基)-1，2_ 二苯基-乙烯基]-苯氧基}-乙醇用量的摩尔比分别为（1-1.2) :1、（0.1-0.15): 1、（7.5-8) :1 和（4.30-4.33)X10-3:1。6. 根据权利要求2所述的一种荧光化合物的制备方法，其特征在于：步骤(4)中所述异 氰基乙腈和乙醇钠与3-羟基-3-甲基-2-丁酮的摩尔比分别为(2-2.06): 1和(0.1-0.15): 1。7. 根据权利要求2所述的一种荧光化合物的制备方法，其特征在于:步骤(5)中所述4'-{2-[4-(2_羟基乙氧基)-苯基]-1,2-二苯基-乙烯基}-联苯-4-甲醛与2-(3_氰基_4,5,5三 甲基-5H-呋喃基-2-亚基)-丙二腈的摩尔比为(0.9-1):1。8. 根据权利要求2所述的一种荧光化合物的制备方法，其特征在于：步骤（1)中所述分 离纯化步骤为:反应液用乙酸乙酯/饱和碳酸氢钠溶液萃取，有机相再干燥，过滤，旋转蒸发 除去有机溶剂，所得固体经硅胶层析柱纯化;步骤(2)所述分离纯化步骤为:反应液冷却至 室温后，旋转蒸发除去有机溶剂，用二氯甲烷/去离子水萃取，收集有机相，干燥，过滤，旋转 蒸发除去滤液中的溶剂，再经硅胶层析柱纯化;步骤(3)所述分离纯化步骤为:反应液冷却 至室温，用乙酸乙酯/去离子水萃取，收集有机相，干燥，过滤，旋转蒸发除去溶剂，所得固体 经硅胶层析柱纯化;步骤(4)所述分离纯化步骤为:反应液在冰箱中冷却，然后过滤，并用冰 乙醇洗涤固体过滤物，干燥;步骤(5)所述分离纯化步骤为:反应液冷却至室温，使溶于乙酸 乙酯，并分别用盐酸和盐水洗涤3次和1次，再干燥，过滤，旋转蒸发除去溶剂，所得固体经硅 胶层析柱纯化。9. 权利要求1所述的荧光化合物在次氯酸检测中的应用。10. 根据权利要求9所述的荧光化合物在次氯酸检测中的应用，其特征在于:将荧光化 合物制备成纳米分散液或检测试纸用于次氯酸检测;所述纳米分散液是将含有荧光化合物 的乙腈母液用PBS缓冲液稀释至浓度为lOiiM得到;所述检测试纸是将原纸浸润在含有荧光 化合物的二氯甲烷母液中，经热风恒温干燥得到。
【文档编号】C07D307/68GK106045950SQ201610373666
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月30日
【发明人】吴水珠, 黄帅玲, 王俊, 武英龙, 曾钫
【申请人】华南理工大学