本发明涉及化学合成及分析领域，具体地说是一种苝二酰亚胺化合物，其合成方法及其在h2o2检测中的应用。
背景技术：
h2o2是活性氧的一种，主要来自有机体的氧代谢，是氧化应激的标志，与衰老、癌症、糖尿病、神经退行性疾病等密切相关。之前h2o2作为有氧呼吸和吞噬细胞呼吸的副产物而广为人知，但是，近年来越来越多的数据表明，过量的h2o2对细胞以及周围的组织产生毒害作用，也即：会使机体产生我们所说的氧化应激反应，这种氧化应激反应会不断积累最终是应激器官产生病变。因此，能够适时准确地检测出体内的h2o2含量对于某些疾病的预防、诊断以及病理研究都具有十分重要的意义。
近年来，h2o2对生物体疾病的影响引起了人们越来越多的兴趣。目前，多种方法可以用于检测h2o2，比如电子自旋共振法(esr)或电子顺磁共振法(epr)、高效液相色谱(hplc)、化学发光法等，这些技术具有较高的灵敏度和选择性，并常用于定量分析，但是这些方法所用仪器昂贵且样品预处理复杂。与上述技术相比，基于紫外的检测方法由于其简单，灵敏，快速的优势也得到了很好的发展，然而，目前报道的以紫外可见分光光度发检测fe3+的报道后期均用到了荧光光谱做辅助，例如，cippert等人(c.y.michellechang,a.pralle,y.ehudi,c.j.chang,aselective,cell-permeableopticalprobeforhydrogenperoxideinlivingcells.j.am.chem.soc.2004,126,15392-15393.)在2004年将氧杂蒽和硼酸酯通过脂肪胺连接在一起合成了双发色团比率型荧光探针；xie等(x.l.xie,x.y,t.h.wu,y.li,b.tet.al.rationaldesignofanα-ketoamide-basednear-infraredfluorescentprobespecificforhydrogenperoxideinlivingsystemsanalyticalchemistry,2016,88,8019-8025.)利用羰基酰胺制备的用于检测h2o2的荧光探针。这些方法除了紫外可见分析之外还用到了荧光光谱的分析。对仪器的要求相对还是较为昂贵。
技术实现要素：
本发明的技术任务是针对上述现有技术的不足，利用最为便捷的检测手段，提供一种化学和光学稳定性好，对h2o2进行检测有高的选择性和灵敏度的小分子苝二酰亚胺化合物。
本发明进一步的技术任务是提供上述化合物的合成方法。
本发明再进一步的技术任务是提供上述化合物的应用。
本发明的技术任务是按以下方式实现的：一种苝二酰亚胺化合物，其特点是具有与h2o2结合位点，可通过检测h2o2的紫外光谱变化实现h2o2的检测。
所述苝二酰亚胺化合物为1,6,7,12-四对叔丁基酚氧基-3,4-(n-(8’-氨基喹啉)-乙酰氨基)乙基-9,10-n正丁基3,4,9,10-苝二酰亚胺，其结构式为：
结构式(ⅰ)表示的苝二酰亚胺化合物的合成路线如下：
合成方法，包括以下步骤：
(1)四氯苝酐、对叔丁基苯酚、缚酸剂溶于有机溶剂中，在140～150℃下反应一定时间，降至室温，调节体系ph值至2.5～3.5，继续反应至反应结束，经抽滤、干燥、提纯得到1,6,7,12-四叔丁基苯酚-3,4,9,10-苝四酸酐；
(2)1,6,7,12-四叔丁基苯酚-3,4,9,10-苝四酸酐、正丁胺加入到有机溶剂中，在105～115℃反应一定时间，降至室温，除去有机溶剂，提纯得到1,6,7,12-四叔丁基苯酚-n-正丁基-3,4-酸酐-9,10-苝单酰亚胺；
(3)1,6,7,12-四叔丁基苯酚-n-正丁基-3,4-酸酐-9,10-苝单酰亚胺、乙二胺溶于有机溶剂中，在110～115℃下反应一定时间后，除去有机溶剂，经分离、提纯，得到1,6,7,12-四叔丁基苯酚-n-正丁基-n’-氨基乙基-3,4，9,10-苝二酰亚胺；
(4)8-氨基喹啉、二氯甲烷、缚酸剂混合，混合体系降至0℃以下，滴加氯乙酰氯的二氯甲烷溶液，在0～5℃反应一定时间，经分离、提纯得到2-氯-n-(8-氨基喹啉)-乙酰胺；
(5)1,6,7,12-四叔丁基苯酚-n-正丁基-n’-氨基乙基-3,4，9,10-苝二酰亚胺、2-氯-n-(8-氨基喹啉)-乙酰胺、缚酸剂、碘化钾溶于有机溶剂中，惰性气体保护下，在75～85℃下反应一定时间，经分离、提纯，得到目标化合物。
步骤(1)中四氯苝酐、对叔丁基苯酚、缚酸剂的摩尔比为1:4～7:5～8，优选为1:5～6:6～7；作为优选，在140～150℃下反应40～60min，调节ph值至2.5～3.5后继续反应30～40min。
四氯苝酐、对叔丁基苯酚、缚酸剂优选一次性加入到反应容器中，再向反应容器中加入有机溶剂。所述有机溶剂优选n-甲基吡咯烷酮、甲苯或吡啶，其用量以能够充分溶解固定反应物为宜，优选为固体反应物的8-15倍。
作为优选，以1-2m的盐酸溶液调节ph值。
步骤(2)中1,6,7,12-四叔丁基苯酚-3,4,9,10-苝四酸酐、正丁胺的摩尔比为1：0.8～1.2，优选1：0.9～1.1，反应时间优选为1.5～2.5小时。
1,6,7,12-四叔丁基苯酚-3,4,9,10-苝四酸酐先加入到反应器中，加入有机溶剂，搅拌均匀，再向反应容器中加入正丁胺。所述有机溶剂优选甲苯或吡啶，其用量以能够充分溶解固体反应物为宜，优选为固体反应物的8～15倍。
步骤(3)中1,6,7,12-四叔丁基苯酚-n-正丁基-3,4-酸酐-9,10-苝单酰亚胺、乙二胺的摩尔比为1：2～4，优选为1：2.5～3.5：反应时间优选为2.5～3.5小时。
1,6,7,12-四叔丁基苯酚-n-正丁基-3,4-酸酐-9,10-苝单酰亚胺和乙二胺优选一次性加入到反应器中，再向反应器中加入有机溶剂，所述有机溶剂优选甲苯或吡啶，其用量以能够充分溶解固体反应物为宜，优选为固体反应物的8～15倍。
步骤(4)中，8-氨基喹啉、三乙胺、氯乙酰氯的摩尔比优选为1:1～1.3:0.8～1.3，优选为1:1.1～1.2:1～1.2。反应时间优选为1.5～2小时。
所述二氯甲烷为溶剂，可由三氯甲烷，1,2-二氯乙烷等有机溶剂代替，并能够达到等同的技术效果。
步骤(5)中1,6,7,12-四叔丁基苯酚-n-正丁基-n’-氨基乙基-3,4，9,10-苝二酰亚胺、2-氯-n-(8-氨基喹啉)-乙酰胺、缚酸剂、碘化钾的摩尔比为1:1～2.5:2～5:0.2～0.6，优选为1:1.5～2:3～4:0.3～0.5。反应时间优选为3～4.5h。所述有机溶剂优选dmf(二甲基甲酰胺)或吡啶，其用量以能够充分溶解固定反应物为宜，优选为固体反应物的8-15倍。
所述碘化钾为催化剂，由于哌嗪中氮的亲核性较弱，需要进攻更加容易的离去基团，碘甲烷的碘可以取代原料中的溴原子，使之更加容易离去。
本发明合成方法中，所述缚酸剂用于与反应体系中产生的hcl反应，优选为碳酸钾、碳酸铯、三乙醇胺或三乙胺。
各中间体(包括1,6,7,12-四叔丁基苯酚-3,4,9,10-苝四酸酐、1,6,7,12-四叔丁基苯酚-n-正丁基-3,4-酸酐-9,10-苝单酰亚胺、1,6,7,12-四叔丁基苯酚-n-正丁基-n’-氨基乙基-3,4，9,10-苝二酰亚胺)及目标产物苝二酰亚胺化合物均可通过过硅胶柱提纯，展开剂可以是二氯甲烷、二氯甲烷与甲醇或乙醇的混合液、或者三氯甲烷与甲醇或乙醇的混合液、或者乙酸乙酯和石油醚的混合溶液，优选为二氯甲烷、二氯甲烷与甲醇或乙醇的混合液。
申请人发现，式(ⅰ)所示苝二酰亚胺化合物具有与h2o2结合的位点，与h2o2结合后光谱发生明显的改变，而与其他阴离子、阳离子或其他物质结合光谱没有任何变化，因此，可将该化合物用于h2o2检测中。
利用式(ⅰ)所示苝二酰亚胺化合物进行h2o2检测时，优选将苝二酰亚胺化合物配制在dmso和去离子水的混合液中，苝二酰亚胺化合物的浓度为1.0×10-5-1.2×10-5mol/l，最佳浓度为1.1×10-5mol/l。
dmso和去离子水的配比以能溶解苝二酰亚胺化合物为宜。
本发明的苝二酰亚胺化合物，其合成方法及其应用与现有技术相比具有以下突出地有益效果：
(一)所述苝二酰亚胺化合物与h2o2结合后光谱发生明显的改变，而与其他阴离子、阳离子或其他物质结合光谱没有任何变化，灵敏度高、检测限低；
(二)化合物合成简便，并且易于提纯；
(三)测试用到的仪器常见、易得，能够快速检测。
附图说明
附图1是不同离子溶液与苝二酰亚胺衍生物混合溶液的紫外光谱图；
附图2是不同比例h2o2与苝二酰亚胺衍生物混合溶液的紫外光谱图。
具体实施方式
以具体实施例对本发明的锂萃取的功能化离子液体，其合成方法及其应用作以下详细地说明。应当理解，此处所描述的具体实施实例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如无特别说明，下述所用各成分的含量为重量百分比含量。
实施实例1：
(1)中间体1,6,7,12-四叔丁基苯酚-3,4,9,10-苝四酸酐的合成
将0.527(1.0mmol)四氯苝酐，0.827g(6.0mmol)无水碳酸钾，0.749g(4.98mmol)对叔丁基苯酚一次性加入到三口烧瓶中，再向三口烧瓶中加入20mln-甲基吡咯烷酮，145℃反应45min，停止反应，降温，将反应物倒入1m盐酸溶液中，调节ph值至3，搅拌35min过滤，晾干。柱层析提纯，二氯甲烷作为洗脱剂得红色固体0.915g。nmr(300mhz,cdcl3)δ:8.26(s,4h),7.23(d,8h),6.82(d,8h),1.31(s,36h).
(2)中间体1,6,7,12-四叔丁基苯酚-n-正丁基-3,4-酸酐-9,10-苝单酰亚胺的合成
将0.987g(1.0mol)1,6,7,12-四叔丁基苯酚-3,4,9,10-苝四酸酐加入到三口烧瓶中，再向三口烧瓶中加入15ml甲苯，搅拌均匀后再加入0.0657g(0.9mmol)正丁胺，110℃反应2小时，停止反应，蒸出有机溶剂，柱层析提纯，二氯甲烷作为洗脱剂，得红色固体0.8407g。nmr(300mhz,cdcl3)δ:8.22(s,4h),7.23(d,8h),6.82(d,8h),4.11(t，2h),1.65(m,2h),1.40(m,2h),1.29(s,36h),0.93(t,3h).
(3)中间体1,6,7,12-四叔丁基苯酚-n-正丁基-n’-氨基乙基-3,4，9,10-苝二酰亚胺的合成
将1.041g(1.0mol)1,6,7,12-四叔丁基苯酚-n-正丁基-3,4-酸酐-9,10-苝单酰亚胺和0.15g(2.5mmol)乙二胺一次性加入到三口烧瓶中，再向三口烧瓶中加入15ml的吡啶，110℃反应3小时，反应结束后蒸干溶剂，柱层析，得到红色固体0.9689g。nmr(300mhz,cdcl3)δ:8.22(s,4h),7.23(d,8h),6.82(d,8h),4.11(t，2h),3.43(t,2h),2.95(t,2h),1.65(m,2h),1.40(m,2h),1.29(s,36h),0.93(t,3h).
(4)2-氯-n-(8-氨基喹啉)-乙酰胺的合成
将8-氨基喹啉1.441g(0.010mol)加入到三口烧瓶中，加入干燥的二氯甲烷溶液50ml、1.109g(0.011mol)三乙胺，体系降至0℃以下，滴加氯乙酰氯1.133g(0.01mol)的二氯甲烷溶液70ml，整个过程控制体系温度低于5℃，反应1.5h，经过滤、酸洗、水洗、干燥得到2-氯-n-(8-氨基喹啉)-乙酰胺1.201g。1hnmr(cdcl3):10.94(br,1h),8.89(dd,1h),8.78(dd,1h),8.21(dd,1h；),7.59(m,2h),7.51(q,1h),4.34(s,2h).
(5)目标化合物1,6,7,12-四对叔丁基酚氧基-3,4-(n-(8’-氨基喹啉)-乙酰氨基)乙基-9,10-n正丁基3,4,9,10-苝二酰亚胺的合成
将1.083g(1.0mmol)1,6,7,12-四叔丁基苯酚-n-正丁基-n’-氨基乙基-3,4，9,10-苝二酰亚胺，0.331g(1.5mmol)2-氯-n-(8-氨基喹啉)-乙酰胺，无水碳酸钾0.4148g(3mmol)和碘化钾0.0492g(0.3mmol)加入到10ml无水dmf中，氮气保护下80℃反应4h，减压蒸干溶剂得粗品。柱层析提纯，二氯甲烷/乙醇作为洗脱剂，得到暗红色固体0.571g。nmr(300mhz,cdcl3)δ:10.94(br,1h),8.89(dd,1h),8.78(dd,1h),8.22(s,4h),8.21(dd,1h；),7.59(m,2h),7.51(q,1h),7.23(d,8h),6.82(d,8h),4.11(t，2h),4.34(s,2h),3.43(t,2h),2.95(t,2h),1.65(m,2h),1.40(m,2h),1.29(s,36h),0.93(t,3h).
目标化合物1,6,7,12-四对叔丁基酚氧基-3,4-(n-(8’-氨基喹啉)-乙酰氨基)乙基-9,10-n正丁基3,4,9,10-苝二酰亚胺的结构式如下：
该化合物分子制备完成后，利用该分子检测h2o2。
该化合物分子在dmso-h20溶液中以自由单体的形式存在，当加入h2o2后，由于分子与h2o2的相互作用，使得紫外光谱在260-300nm处的双峰变成了280nm处的一个尖锐的单峰，同时，520-580nm处的两个峰高度发生变化，而样品与其他化合物混合后不发生该类变化，又将h2o2与其他离子共存时检测其吸光度，发现其他离子都不会影响h2o2的检测。
h2o2的检测：将所得苝二酰亚胺衍生物溶解到dmso溶液中，配制成10-5mol/l的溶液；分别配制不同金属离子的水溶液10-4mol/l。采用1ml苝二酰亚胺衍生物分别+(0.1～1ml)不同金属离子溶液的方式配制其混合溶液，测紫外光谱，如图1所示，再改变h2o2与苝二酰亚胺衍生物的比例，测紫外光谱，如图2所示。
实施实例2
(1)中间体1,6,7,12-四叔丁基苯酚-3,4,9,10-苝四酸酐的合成
将0.535(1.0mmol)四氯苝酐，0.898g(6.5mmol)无水碳酸钾，0.824g(5.5mmol)对叔丁基苯酚一次性加入到三口烧瓶中，再向三口烧瓶中加入25mln-甲基吡咯烷酮，145℃反应50min，停止反应，降温，将反应物倒入1m盐酸溶液中，调节ph值至3.3，搅拌35min过滤，晾干。柱层析提纯，二氯甲烷作为洗脱剂得红色固体0.921g。nmr(300mhz,cdcl3)δ:8.26(s,4h),7.23(d,8h),6.82(d,8h),1.31(s,36h).
(2)中间体1,6,7,12-四叔丁基苯酚-n-正丁基-3,4-酸酐-9,10-苝单酰亚胺的合成
将0.992g(1.0mol)1,6,7,12-四叔丁基苯酚-3,4,9,10-苝四酸酐加入到三口烧瓶中，再向三口烧瓶中加入15ml甲苯，搅拌均匀后再加入0.0771g(1.0mmol)正丁胺，108℃反应2.2小时，停止反应，蒸出有机溶剂，柱层析提纯，二氯甲烷作为洗脱剂，得红色固体0.8511g。nmr(300mhz,cdcl3)δ:8.22(s,4h),7.23(d,8h),6.82(d,8h),4.11(t，2h),1.65(m,2h),1.40(m,2h),1.29(s,36h),0.93(t,3h).
(3)中间体1,6,7,12-四叔丁基苯酚-n-正丁基-n’-氨基乙基-3,4，9,10-苝二酰亚胺的合成
将1.047g(1.0mol)1,6,7,12-四叔丁基苯酚-n-正丁基-3,4-酸酐-9,10-苝单酰亚胺和0.18g(3.0mmol)乙二胺一次性加入到三口烧瓶中，再向三口烧瓶中加入16ml的吡啶，110℃反应3小时，反应结束后蒸干溶剂，柱层析，得到红色固体0.9711g。nmr(300mhz,cdcl3)δ:8.22(s,4h),7.23(d,8h),6.82(d,8h),4.11(t，2h),3.43(t,2h),2.95(t,2h),1.65(m,2h),1.40(m,2h),1.29(s,36h),0.93(t,3h).
(4)2-氯-n-(8-氨基喹啉)-乙酰胺的合成
将8-氨基喹啉1.439g(0.010mol)加入到三口烧瓶中，加入干燥的二氯甲烷溶液50ml、1.210g(0.011mol)三乙胺，体系降至0℃以下，滴加氯乙酰氯1.12g(0.01mol)的二氯甲烷溶液70ml，整个过程控制体系温度低于5℃，反应2h，经过滤、酸洗、水洗、干燥得到2-氯-n-(8-氨基喹啉)-乙酰胺1.117g。1hnmr(cdcl3):10.94(br,1h),8.89(dd,1h),8.78(dd,1h),8.21(dd,1h；),7.59(m,2h),7.51(q,1h),4.34(s,2h).
(5)目标化合物1,6,7,12-四对叔丁基酚氧基-3,4-(n-(8’-氨基喹啉)-乙酰氨基)乙基-9,10-n正丁基3,4,9,10-苝二酰亚胺的合成
将1.087g(1.0mmol)1,6,7,12-四叔丁基苯酚-n-正丁基-n’-氨基乙基-3,4，9,10-苝二酰亚胺，0.398g(1.8mmol)2-氯-n-(8-氨基喹啉)-乙酰胺，无水碳酸钾0.4841g(3.5mmol)和碘化钾0.0603g(0.36mmol)加入到10ml无水dmf中，氮气保护下80℃反应3.5h，减压蒸干溶剂得粗品。柱层析提纯，二氯甲烷/乙醇作为洗脱剂，得到暗红色固体0.545g。nmr(300mhz,cdcl3)δ:10.94(br,1h),8.89(dd,1h),8.78(dd,1h),8.22(s,4h),8.21(dd,1h；),7.59(m,2h),7.51(q,1h),7.23(d,8h),6.82(d,8h),4.11(t，2h),4.34(s,2h),3.43(t,2h),2.95(t,2h),1.65(m,2h),1.40(m,2h),1.29(s,36h),0.93(t,3h).
实施实例3
(1)中间体1,6,7,12-四叔丁基苯酚-3,4,9,10-苝四酸酐的合成
将0.523(1.0mmol)四氯苝酐，0.967g(7.0mmol)无水碳酸钾，0.898g(6.0mmol)对叔丁基苯酚一次性加入到三口烧瓶中，再向三口烧瓶中加入30mln-甲基吡咯烷酮，140℃反应40min，停止反应，降温，将反应物倒入1m盐酸溶液中，调节ph值至2.8，搅拌35min过滤，晾干。柱层析提纯，二氯甲烷作为洗脱剂得红色固体0.928g。nmr(300mhz,cdcl3)δ:8.26(s,4h),7.23(d,8h),6.82(d,8h),1.31(s,36h).
(2)中间体1,6,7,12-四叔丁基苯酚-n-正丁基-3,4-酸酐-9,10-苝单酰亚胺的合成
将0.983g(1.0mol)1,6,7,12-四叔丁基苯酚-3,4,9,10-苝四酸酐加入到三口烧瓶中，再向三口烧瓶中加入15ml甲苯，搅拌均匀后再加入0.0803g(1.1mmol)正丁胺，115℃反应2小时，停止反应，蒸出有机溶剂，柱层析提纯，二氯甲烷作为洗脱剂，得红色固体0.8357g。nmr(300mhz,cdcl3)δ:8.22(s,4h),7.23(d,8h),6.82(d,8h),4.11(t，2h),1.65(m,2h),1.40(m,2h),1.29(s,36h),0.93(t,3h).
(3)中间体1,6,7,12-四叔丁基苯酚-n-正丁基-n’-氨基乙基-3,4，9,10-苝二酰亚胺的合成
将1.039g(1.0mol)1,6,7,12-四叔丁基苯酚-n-正丁基-3,4-酸酐-9,10-苝单酰亚胺和0.210g(3.5mmol)乙二胺一次性加入到三口烧瓶中，再向三口烧瓶中加入15ml的吡啶，113℃反应2.5小时，反应结束后蒸干溶剂，柱层析，得到红色固体0.9692g。nmr(300mhz,cdcl3)δ:8.22(s,4h),7.23(d,8h),6.82(d,8h),4.11(t，2h),3.43(t,2h),2.95(t,2h),1.65(m,2h),1.40(m,2h),1.29(s,36h),0.93(t,3h).
(4)2-氯-n-(8-氨基喹啉)-乙酰胺的合成
将8-氨基喹啉1.447g(0.010mol)加入到三口烧瓶中，加入干燥的二氯甲烷溶液50ml、1.212g(0.012mol)三乙胺，体系降至0℃以下，滴加氯乙酰氯1.345g(0.012mol)的二氯甲烷溶液70ml，整个过程控制体系温度低于5℃，反应1.5h，经过滤、酸洗、水洗、干燥得到2-氯-n-(8-氨基喹啉)-乙酰胺1.207g。1hnmr(cdcl3):10.94(br,1h),8.89(dd,1h),8.78(dd,1h),8.21(dd,1h；),7.59(m,2h),7.51(q,1h),4.34(s,2h).
(5)目标化合物1,6,7,12-四对叔丁基酚氧基-3,4-(n-(8’-氨基喹啉)-乙酰氨基)乙基-9,10-n正丁基3,4,9,10-苝二酰亚胺的合成
将1.094g(1.0mmol)1,6,7,12-四叔丁基苯酚-n-正丁基-n’-氨基乙基-3,4，9,10-苝二酰亚胺，0.442g(2.0mmol)2-氯-n-(8-氨基喹啉)-乙酰胺，无水碳酸钾0.552g(4mmol)和碘化钾0.0664g(0.4mmol)加入到10ml无水dmf中，氮气保护下80℃反应3.0h，减压蒸干溶剂得粗品。柱层析提纯，二氯甲烷/乙醇作为洗脱剂，得到暗红色固体0.553g。nmr(300mhz,cdcl3)δ:10.94(br,1h),8.89(dd,1h),8.78(dd,1h),8.22(s,4h),8.21(dd,1h；),7.59(m,2h),7.51(q,1h),7.23(d,8h),6.82(d,8h),4.11(t，2h),4.34(s,2h),3.43(t,2h),2.95(t,2h),1.65(m,2h),1.40(m,2h),1.29(s,36h),0.93(t,3h).
尽管这里参照本发明的多个解释性实施实例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件或布局进行多种变型和改进。