四唑亚胺香豆素类铜离子荧光探针及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一类基于四唑亚胺香豆素结构的铜离子荧光探针的制备，该类荧光分子探针的通式如下：通式中R1为羟基或二乙氨基；R2为氢，2-氯，4-三氟甲氧基或4-甲氧羧基；n=1或2。这类结构相对简单、易于合成的荧光分子探针在乙醇/水溶液中对金属铜离子表现出很高的选择性和灵敏度，对铜离子发生荧光淬灭，可肉眼直接观察出溶液的颜色变化，最低可检测的铜离子浓度为1×10-6mol/L。
【专利说明】四唑亚胺香豆素类铜离子荧光探针及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一类基于四唑亚胺香豆素结构的铜离子荧光探针的制备及其对铜离子的选择性荧光检测，属于有机小分子荧光探针领域。
【背景技术】
[0002]铜是生物体内含量第三的微量金属元素，生物机体对于细胞内铜离子的含量有着十分严格的调控机制，铜的过剩或缺乏都会导致抑制神经性疾病，如Wilson病、家族遗传性脊侧索硬化症、Menkes综合征、Alzheimers症和Prion病等。铜离子也经常被用于农药杀菌剂，用于抑制细菌和真菌的生长，但是使用不当会造成药害，甚至通过生物富集的防治直接危害人类健康。而铜在电器、电子、机械工业生产领域广泛应用，生产过程中产生含铜离子的污水、废水会对环境造成危害。因此，对生物体或者环境中铜离子的检测具有重要意义。
[0003]香豆素类衍生物是具有重要生物活性的杂环化合物，其广泛应用于荧光指示剂、荧光探针、非线性光学材料、荧光增白剂等领域。香豆素类荧光化合物含有苯并吡喃酮结构，具有荧光量子产率高，Stokes位移大，光物理和光化学性质可调以及光稳定性好等优点，是突光探针分子设计中的优秀候选突光团。Hyo Sung Jung等(Hyo Sung Jung, PilSeung Kwon, Jeong Won Lee.et al.Coumarin-Derived Cu2+-Selective FluorescenceSensor: Synthesis, Mechanisms, and Applications in Living Cells[J].J.AM.CHEM.SOC.2009, 131(5):2008-2012)制备出一种香豆素类荧光探针，这种荧光探针在缓冲溶液中可以选择性识别铜离子，发生荧光淬灭，而且在生物活细胞中得到理想应用；B.Nisar Ahamed等(Dalton Trans., 2011, 40, 6411 - 6419)制备出突光性质优良的亚胺香豆素类荧光分子探针，这种探针能够在缓冲溶液中特异、高效、选择性识别Cu2+。作为羧基的生物等电体，四唑具有较低的毒性、良好的生物兼容性，在化学、生物等领域中都有广泛的应用。
【发明内容】
[0004]一类基于四唑亚胺香豆素结构的铜离子荧光探针，其结构具有如下通式:
【权利要求】
1.一类基于四唑亚胺香豆素结构的铜离子荧光探针，其特征在于结构具有如下通式:
2.根据权利要求1所述的一类基于四唑亚胺香豆素结构的铜离子荧光探针，其特征在于制备方法如下: 第一步，以2，4-取代苯腈、叠氮钠为原料，在溶剂中经催化剂催化合成取代苯基四唑；第二步，以取代苯基四唑、氯乙腈为原料，在有机溶剂中经碱催化剂催化合成2-乙腈-5-取代苯基四唑； 第三步，以2-乙腈-5-取代苯基四唑、水杨醛类化合物为原料，在乙醇中经碱催化剂催化合成3-苯基四唑亚胺香豆素； 第四步，以3-苯基四唑亚胺香豆素、氨烷基吡啶为原料，在乙醇中经酸催化剂催化合成出3-四唑基亚胺香豆素衍生物。
3.根据权利要求2所述的铜离子荧光探针的制备方法中，其特征在于:第一步选用的2,4-取代苯腈与叠氮钠摩尔比为1:1.fl: 1.3 ;溶剂选用水或N，N-二甲基甲酰胺；催化剂选用氯化铵或氯化锌；反应温度为10(Tl25°C ;反应时间为18~24小时。
4.根据权利要求2所述的铜离子荧光探针的制备方法中，其特征在于；第二步选用的2，4-取代苯基四唑与氯乙腈的摩尔比为1: f 1: 1.2 ;溶剂选用1，4- 二氧六环或N，N- 二甲基甲酰胺；碱催化剂选用碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钾或碳酸氢钠；反应温度为5(T10(TC ;反应时间为12~18小时。
5.根据权利要求2所述的铜离子荧光探针的制备方法中，其特征在于:第三步选用的2-乙腈-5-取代苯基四唑与水杨醛类化合物的摩尔比为2;碱催化剂选用二乙胺、三乙胺、哌啶或吡啶；反应温度为25~80°C，反应时间为1(T16小时。
6.根据权利要求2所述的铜离子荧光探针的制备方法中，其特征在于:第四步选用的3-苯基四唑亚胺香豆素与氨烷基吡啶的摩尔比为1:2~1:5;酸催化剂为冰乙酸；反应温度为80°C，反应时间为24~48小时。
7.根据权利要求1所述的铜离子荧光探针的用途，其特征在于:该类化合物具有良好的荧光性能，能够在多种溶剂如水、PBS溶液、甲醇、乙醇、DMF或DMSO等及其混合溶剂中对金属离子进行荧光检测。
8.根据权利要求1所述的铜离子荧光探针的用途，其特征在于:该类化合物可以在水、乙醇、二氯甲烷、缓冲液等溶剂中选择性的结合金属Cu2+离子，最低可检测的铜离子浓度为IX 10_6 mol/L，可肉眼直接观察出溶液颜色变化。
【文档编号】C07D405/14GK103641820SQ201310662956
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年12月10日 优先权日:2013年12月10日
【发明者】董伟, 周湘湘, 刘洋洋, 谢阿明, 丰连东, 胡新宇 申请人:南京理工大学