一种能够检测硫化氢的小分子荧光探针及其应用的制作方法

本发明涉及有机小分子荧光探针领域，尤其涉及一种苯并咪唑并[1,2-a]吡啶衍生物h2s荧光探针的合成及其应用。

背景技术：

硫化物是表示水体质量的重要参数之一，其存在能够消耗水体中的氧气，导致水生生物的死亡。在有机物丰富、ph值较低的水域，硫化物极易生成具有恶臭气味的有毒气体h2s。一方面，h2s是生成具有强腐蚀性物质硫酸的前驱体，对环境有很大的危害；而且还是一种强烈的神经毒素，人体吸入不同浓度的h2s会产生头痛、头晕、呕吐、顷刻死亡等症状，严重威胁着人类的生存与发展。但是另一方面，有研究表明，h2s是除了一氧化氮(no)和一氧化碳(co)之外的第3种气体信号分子，具有调剂免疫系统和器官功能、保护神经细胞和维持机体氧化还原平衡等重要作用，与许多生理病理学过程密切相关。因此，对h2s进行快速、灵敏、准确的检测十分重要。

荧光探针因选择性好，灵敏度高，操作简单，成本低并且可以实现实时监测等优点，现广泛应用于细胞内h2s含量的测定。尽管已有多种检测h2s荧光探针被报道，但荧光探针局限于香豆素，罗丹明等荧光团。因此开发一种新型的荧光团是非常重要的。

技术实现要素：

本发明解决的问题是提供一种苯并咪唑并[1,2-a]吡啶衍生物h2s荧光探针的合成及其应用。

本发明的技术方案是：一种苯并咪唑并[1,2-a]吡啶衍生物的h2s荧光探针，其化学结构式如式（1）所示：

(1)

本发明还包括苯并咪唑并[1,2-a]吡啶衍生物h2s荧光探针的应用，式（1）化合物在pbs缓冲溶液（ph=7.40）对h2s有较好的荧光选择性。

本发明还包括苯并咪唑并[1,2-a]吡啶衍生物h2s荧光探针的合成方法，在乙腈溶液中，将4-氰基-1-(2-羟基苯基)苯并咪唑并[1,2-a]吡啶-3-羧酸乙酯与2,4-二硝基氯苯，三乙胺按照摩尔比1:2:2投料，加热回流12小时，得到2,4-二硝基氯苯取代4-氰基-1-(2-羟基苯基)苯并咪唑并[1,2-a]吡啶-3-羧酸乙酯的化合物。

配制苯并咪唑并[1,2-a]吡啶衍生物的二甲亚砜溶液，分别加入定量的mgcl2,cacl2,alcl3,sncl2^.2h2o,pbso4,crcl3·6h2o,mncl2·4h2o,fecl3·6h2o,licl,kcl,cucl2^.2h2o,fecl2·4h2o,cocl2·6h2o,nicl2·6h2o,pdcl2,zncl2,hgcl2·2h2o,cdcl2·2½h2o,agno3,naac,nabr,nacl,nahco3,naf,nahs,nai,nano2,nano3,na2so4,na2so3的水溶液，通过荧光光谱测试来研究对不同阴离子的选择性，测其荧光发射波谱强度变化发现：本发明所述荧光探针即式（1）化合物对h2s有较好的荧光选择性，如图1所示。逐渐加入h2s至200当量后，化合物1在543nm处荧光强度明显下降，如图2所示。因此，苯并咪唑并[1,2-a]吡啶衍生物作为h2s荧光探针具有巨大的应用。

附图说明

图1：式（1）化合物（1×10^-5m）的pbs缓冲溶液（ph=7.40）中加入200当量的不同金属离子、阴离子后的荧光强度变化柱状图，图1中纵坐标为543nm处的荧光强度。

图2：式（1）化合物（1×10^-5m）的pbs缓冲溶液（ph=7.40）中进行h2s荧光滴定图。图中flintensity为光强，wavelength为波长，equiv为倍数。

图3：式（1）化合物（1×10^-5m）和200当量的其它阴阳离子共存的pbs缓冲溶液（ph=7.40）中加入200当量h2s的后荧光强度变化的柱状图。

图4是式（1）化合物合成方法反应式图。

具体实施方式

实施例1：式（1）化合物的合成方案如下式所示：

具体合成步骤如下：

在50ml圆底烧瓶中依次加入0.20g（0.54mmol）4-氰基-1-(2-羟基苯基)苯并咪唑并[1,2-a]吡啶-3-羧酸乙酯，0.21g（1.08mmol）2,4-二硝基氯苯，0.1g（1.08mmol）三乙胺，20ml乙腈，加热回流12小时。冷却后沉淀产生，抽滤，固体柱层析得0.12g黄色固体，产率42.85%。

实施例2：

向式（1）化合物（10^-5m）的pbs缓冲溶液中（ph=7.40）分别加入200当量的mg²⁺,ca²⁺,al³⁺,pb²⁺,mn²⁺,fe³⁺,fe²⁺,cr³⁺,co²⁺,li⁺,ni²⁺,zn²⁺,hg²⁺,cd²⁺,na⁺,ag⁺,k⁺,cu²⁺,hco3^-,ac^-,no2^-,so4^2-,so3^2-,f^-,no3^-,br^-,i^-后，测其在543nm荧光发射强度变化发现：式（1）化合物对h2s有较好的荧光选择性，加入200当量的h2s后，化合物1在543nm处荧光强度明显降低。如图1，图2所示。

实施例3：

分别于式（1）化合物（10^-5m）和200当量的mg²⁺,ca²⁺,al³⁺,pb²⁺,cr³⁺,mn²⁺,fe³⁺,fe²⁺,co²⁺,li⁺,ni²⁺,zn²⁺,hg²⁺,cd²⁺,pd²⁺,na⁺,ag⁺,k⁺,cu²⁺,hco3^-,ac^-,no2^-,so4^2-,so3^2-,f^-,no3^-,br^-,i^-不同阴阳离子溶液中，加入200当量的h2s后，测其在543nm荧光发射强度变化发现：式（1）化合物对其它离子有较强的抗干扰能力，如图3所示。