一种1,3-二取代马来酰亚胺化合物及其作为表面活性剂临界胶束浓度荧光探针的应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开1,3-二取代马来酰亚胺化合物在作为表面活性剂临界胶束浓度荧光探针中的应用。所述1,3-二取代马来酰亚胺化合物具有聚集诱导发光特性，可以丰富用于荧光点亮探针法检测表面活性剂CMC的化合物种类；本发明所述1,3-二取代马来酰亚胺化合物检测CMC灵敏度高，比已知的具有类似性能的化合物能更好地适用于阴离子型表面活性剂CMC的检测，拓展了荧光点亮探针法的适用领域；本发明所述的方法为实际应用提供了一种简单、灵敏、快速测定CMC近似值的方法，该方法类似于用pH试纸测定pH近似值的方法，但比pH试纸法具有更高的灵敏度，本发明的检测方法与用物理方法——电导率法测出来的CMC值非常接近。
【专利说明】-种1,3-二取代马来酰亚胺化合物及其作为表面活性剂 临界胶束浓度荧光探针的应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及表面活性剂分析【技术领域】，具体涉及一种1，3-二取代马来酰亚胺化 合物及其作为表面活性剂临界胶束浓度荧光探针的应用。
【背景技术】
[0002] 表面活性剂具有多种特性，如润湿、乳化、发泡、溶解、分散、洗涤、耐腐蚀、抗静电 等，被广泛应用于多种领域，如药物化学、合成化学、材料科学、生物学等。在一定的浓度下， 即临界胶束浓度（critical micelle concentration, CMC)下，表面活性剂开始形成热力 学稳定的胶束，同时，各种性质发生显著的变化。因此，CMC的测定在实际应用中具有非常 重要的意义，它是物理化学和分析化学研究的一个热点。目前发展的CMC测定方法是利用 浓度达到CMC时表面活性剂溶液物理性质的突变来确定CMC值。通过荧光探针在浓度达到 CMC时其荧光性质的突变来确定CMC值的方法具有操作简单、灵敏度高、成本低等优点，因 此备受多种研究领域的关注。
[0003] CMC荧光测定法是基于有机荧光探针在浓度大于CMC的表面活性剂溶液中和在浓 度小于CMC的表面活性剂溶液中具有明显不同的荧光性质来测定的。在浓度小于CMC时， 表面活性剂常常以单体存在；在浓度等于CMC时，表面活性剂的单体开始形成胶束，形成的 胶束和单体之间存在动态平衡。有胶束存在时，有机荧光探针趋向于优先溶解或包含在这 些胶束的内部疏水区，并且显示出与在表面活性剂低浓度(浓度低于CMC)溶液中明显不同 的荧光性质，如荧光强度、发射波长、发射光谱振动结构等性质。在这些基于不同荧光性质 突变的探针中，只有基于荧光强度突变的荧光探针具有直观性，可以发展成为快速检测CMC 值的指示剂，其测定原理类似pH值指示剂检测pH的原理，但比pH值更灵敏，因为荧光变化 更灵敏、更具有特异性。
[0004] 但现有的基于荧光强度变化的荧光探针只有少量报道，发明人最近合成及报道的 五取代四氢嘧啶类化合物可以用于快速检测CMC值（中国发明专利CN103411961 A; RSC Chem. Comm. 2013,50: 1107-1109;美国专利 US 2014 0051855 A1)，而其它报道的探针 均不能用于快速检测CMC值。这是因为，在我们研究之前的基于荧光强度变化的CMC探针是 由荧光强度最弱的突变点来确定CMC值，属于荧光关闭（fluorescence turn-off )测定方 法，而我们报道的五取代四氢嘧啶类化合物是通过荧光强度最强的突变点来确定CMC值， 属于突光点亮（fluorescence turn-on)的测定方法，突光点亮的测定方法比突光关闭的方 法灵敏。但由于表面活性剂的结构多样，我们合成的五取代四氢嘧啶类化合物只适用于部 分表面活性剂CMC值的测定，因此还需要发展更多的适合于快速检测CMC值的探针。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种可以作为表面活性剂临界胶 束浓度荧光探针的1，3-二取代马来酰亚胺化合物。
[0006] 本发明同时公开一些新结构的1，3-二取代马来酰亚胺化合物。
[0007] 本发明的上述目的通过如下技术方案予以实现： 1，3-二取代马来酰亚胺化合物在作为表面活性剂临界胶束浓度荧光探针中的应用，所 述1，3-二取代马来酰亚胺化合物具有如式（I )所示结构：
【权利要求】
1. 1，3-二取代马来酰亚胺化合物在作为表面活性剂临界胶束浓度荧光探针中的应用， 其特征在于，所述1，3-二取代马来酰亚胺化合物具有如式（I )所示结构：
(I) 其中，R1选自间位或对位取代的C5~6芳香基、或非取代的C9~ 18稠环芳香基；R1中，取代 基为Cn的烧基、CV3的烧氧基、1?素、氛基或二氣甲基； R2选自（V8的链状脂肪基、C6~8的环状脂肪基或带有C 5~6芳香环或C5~6芳香杂环取代基 的cr4的链状脂肪基。
2. 根据权利要求1所述应用，其特征在于，把所述1，3-二取代马来酰亚胺化合物配制 成突光指示剂或试剂盒。
3. 根据权利要求2所述应用，其特征在于，当把所述1，3-二取代马来酰亚胺化合物配 制成荧光指示剂时，包括如下步骤：
51. 用溶剂将所述1，3-二取代马来酰亚胺化合物配制成浓度为2~5mM的储备液；
52. 将待测表面活性剂用稀释液配制成浓度为1~20 mM的样品液； 53. 25~40°C下，加入不同体积的按步骤S2.制备得到的表面活性剂样品液于不同的 容量瓶中，再在各个容量瓶中加入相同体积按步骤S1.制备得到的荧光指示剂储备液，然 后采用稀释液进行定容，得到表面活性剂浓度为〇. 1~19禮、1，3-二取代马来酰亚胺化合物 浓度为2~50 μ Μ的检测液；且检测液中，用于溶解所述1，3-二取代马来酰亚胺化合物的 溶剂的体积小于的检测液体积的2%，将检测液静置5~25分钟后，在波长为20(T400 nm的紫 外灯下观察荧光强度从无荧光到最强荧光的突变过程，对应荧光强度最强点处的突变点检 测溶液所含表面活性剂浓度即为表面活性剂的临界胶束浓度。
4. 根据权利要求2所述应用，其特征在于，当把所述1，3-二取代马来酰亚胺化合物配 制成试剂盒时，包括如下步骤：
51. 用溶剂将所述1，3-二取代马来酰亚胺化合物配制成检测CMC的试剂盒，荧光化合 物在检测液中的浓度为2~50 μ Μ ;
52. 将待测表面活性剂用稀释液配制成浓度为1~20 mM的样品液； 53. 25~40°C下，在由S1制得的检测CMC的试剂盒中，加入不同体积由S2制备得到 的表面活性剂样品液，用稀释剂稀释至刻度，摇匀，制备得到表面活性剂浓度为0. l~19mM， 1，3-二取代马来酰亚胺化合物浓度为2~50 μ Μ的检测液，且检测液中，用于溶解所述 1，3-二取代马来酰亚胺化合物的溶剂的体积小于的检测液体积的2%，将检测液静置5~25 分钟后，在波长为20(T400 nm的紫外灯下观察荧光强度从无荧光到最强荧光的突变过程， 对应荧光强度最强点处突变点检测溶液所含表面活性剂浓度即为表面活性剂的临界胶束 浓度。
5. 根据权利要求3或4所述应用，其特征在于，所述稀释剂为水、盐溶液或缓冲溶液； 所述盐溶液为含氯化钠、氯化钾、碳酸钠、碳酸钾、磷酸钠、磷酸钾中的任意一种或几种的溶 液； 所述缓冲溶液为含磷酸及其钾盐或钠盐、柠檬酸及其钾盐或钠盐、碳酸及其钾盐或钠 盐、醋酸及其钾盐或钠盐、巴比妥酸及其钾盐或钠盐、三羟甲基氨基甲烷中的任意一种或几 种的溶液。
6. 根据权利要求3或4所述应用，其特征在于，所述溶剂为甲醇、乙醇、四氢呋喃、二甲 亚砜、N，N-二甲基甲酰胺、乙腈、水的一种或几种。
7. 根据权利要求1至4任一项所述应用，其特征在于，所述表面活性剂为阴离子型表面 活性剂。
8. -种1，3-二取代马来酰亚胺化合物，其特征在于，具有如式（I )所示结构： (I)
其中，R1选自间位或对位取代的C5~6芳香基、或非取代的C9~ 18稠环芳香基；R1中，取代 基为Cn的烧基、CV3的烧氧基甲、1?素、氛基或二氣甲基； R2选自（V8的链状脂肪基、C6~8的环状脂肪基或带有C 5~6芳香环或C5~6芳香杂环取代基 的CV4的链状脂肪基； 且当R1为对甲基苯基时，R2不为正丁基。
9. 根据权利要求8所述1，3-二取代马来酰亚胺化合物，其特征在于，R1选自对甲基苯 基，邻甲基苯基，对氟苯基，对氯苯基，对溴苯基，间三氟甲基苯基，对甲氧基苯基，对氰基苯 基，喹啉基； R2选自正丁基，环己基，乙基噻吩基。
10. 权利要求8所述1，3-二取代马来酰亚胺化合物的制备方法，其特征在于，包括如下 步骤： 以下物质用量按毫摩尔份数计算： (1) 在l~10mL的有机溶剂中，加入1份式（II)化合物和1份式(III)化合物，在(T60°C 下搅拌1(Γ60分钟； (2) 在步骤（1)的反应液中加入4~6份的式(IV)化合物，在2(Tl00°C下搅拌18小时~2 天，分离纯化得到所述1，3-二取代马来酰亚胺化合物；
所述有机溶剂为醇、苯、甲苯、己烷、卤代烃、醚、N，N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜或乙腈中 的一种或几种。
【文档编号】C07D409/06GK104193666SQ201410368738
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年7月30日 优先权日:2014年7月30日
【发明者】朱秋华, 刘叔文 申请人:南方医科大学