本发明提供了一类探针化合物，尤其涉及一种用于荧光识别氨基酸对映体的探针化合物，本发明同时还涉及该探针化合物的合成方法及具体应用，属于化学合成技术领域和手性识别检测技术领域。
背景技术
对映异构体由于其结构上的高度相似性（仅空间构象不同）使得其在非手性环境下的理化性质几乎完全相同，因此手性化合物的识别、检测和分离非常具有挑战性。目前，比较成熟的检测分离方法主要包括高效液相色谱、毛细管电泳和气象色谱。然而这些方法也有很多缺点，如所用仪器复杂，成本高昂，测试周期较长导致无法满足药物研发中高通量筛选的需求，另外也不能实现实时、原位检测。基于荧光光谱和紫外可见光谱的光学分析方法就可以很好克服以上缺点，因此在过去的二十多年里一系列手性荧光探针分子被开发出来，用于手性化合物的识别和检测。其检测原理是手性探针分子可以选择性地与对映体中的一种结合，通过荧光淬灭、荧光增强、旋光度变化以及紫外可见光谱变化产生光学信号，从而达到检测的目的。目前文献报道的手性荧光探针分子大多结构复杂，合成路线较长，价格高昂。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一类荧光识别氨基酸对映体的探针化合物；
本发明的另一目的是提供一种上述探针化合物的合成方法；
本发明的再一目的是提供上述探针化合物在荧光识别氨基酸对映体的具体应用。
一、探针化合物
本发明探针化合物，其结构式如下：
r=et，探针化合物记为a，r=bn，探针化合物记为b，r=tbu，探针化合物记为c。
探针化合物的合成：是将方酸二甲酯溶于无水甲醇中，分别滴加氨基酸酯的甲醇溶液，滴完后室温搅拌20~24h，过滤，滤渣用乙酸乙酯多次洗涤，分别得探针化合物。
氨基酸酯为苯丙氨酸乙酯、苯丙氨酸苄酯、苯丙氨酸叔丁酯。方酸二甲酯与氨基酸酯的摩尔比为1:2~1:3。
探针分子反应式如下：
探针化合物a、b、c的结构表证见图1~6。
二、探针化合物a、b、c对于氨基酸对映异构体的识别
以乙醇:水=9:1（体积比）的混合物为溶剂，分别将探针化合物a、b、c和被检测氨基酸对映异构（l-苯丙氨酸、d-苯丙氨酸；l-缬氨酸、d-缬氨酸；l-脯氨酸、d-脯氨酸。）配置成浓度为2.0×10-5mol/l的溶液。然后将探针化合物分别与天然氨基酸的两种对映异构体以1:1的摩尔比混合，静置1h。用荧光光谱仪检测探针化合物、探针化合物+l-异构体、探针化合物+d-异构体的荧光强度，检测其识别效果。
探针化合物识别氨基酸对映异构的荧光响应图见图7~图15。通过实验我们可以发现：（1）将l-脯氨酸与探针化合物a混合后，荧光强度明显减弱，而将d-脯氨酸与探针化合物a混合后，荧光强度明显增强。因此，探针化合物a对脯氨酸的两种对映异构体具有较好的识别效果。（2）将l-缬氨酸与探针化合物b混合后，荧光强度明显减弱，而将d-缬氨酸与探针化合物b混合后，荧光强度没有明显变化。因此，探针化合物b可用于荧光识别缬氨酸的两种对映异构体。（3）将l-脯氨酸与探针化合物c混合后，荧光强度略微减弱，而将d-脯氨酸与探针化合物c混合后，荧光强度明显增强，因此，探针化合物c对脯氨酸的两种对映异构体具有较好的识别效果。
附图说明
图1为探针化合物a的核磁氢谱。
图2为探针化合物a的核磁碳谱。
图3为探针化合物b的核磁氢谱。
图4为探针化合物b的核磁碳谱。
图5为探针化合物c的核磁氢谱。
图6为探针化合物c的核磁碳谱。
图7为探针化合物a识别苯丙氨酸的荧光响应图。
图8为探针化合物a识别缬氨酸的荧光响应图。
图9为探针化合物a识别脯氨酸的荧光响应图。
图10为探针化合物b识别苯丙氨酸的荧光响应图。
图11为探针化合物b识别缬氨酸的荧光响应图。
图12为探针化合物b识别脯氨酸的荧光响应图。
图13为探针化合物c识别苯丙氨酸的荧光响应图。
图14为探针化合物c识别缬氨酸的荧光响应图。
图15为探针化合物c识别脯氨酸的荧光响应图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明探针化合物a、b、c的合成、以及对天然氨基酸对映体的荧光识别性能做进一步说明。
实施例一
1、探针化合物a的合成
（1）l-苯丙氨酸乙酯的合成：向反应釜中加入l-苯丙氨酸（20.0mmol）和无水乙醇125ml，冰浴冷却，搅拌下缓慢滴加二氯亚砜（20ml），20min滴完，再搅拌2h，然后升温至80℃反应5h。冷却后加入50ml乙醚，溶液出现浑浊，然后将混合物于0℃冷藏2h，有结晶体析出。过滤并收集固体，用无水乙醇-乙醚混合物重结晶，得到的产品加入30ml水，用三乙胺调ph=9，用乙酸乙酯（30ml×3）萃取，合并有机相，依次用饱和食盐水和水洗涤，用无水硫酸镁干燥，减压蒸出乙酸乙酯，得到黄色油状物——l-苯丙氨酸乙酯2.5g，产率65%。合成式如下：
（2）探针分子a的合成：将方酸二甲酯（3.0mmol）加入到50ml反应釜中，加入20ml无水甲醇，滴加l-苯丙氨酸乙酯（6.0mmol）的甲醇（10ml）溶液，室温搅拌24h，过滤，滤渣用乙酸乙酯多次洗涤，所得产品0.77g；母液浓缩一半后冷冻2h时，再次过滤洗涤，得到产品0.08g，产率80%。合成式如下：
探针化合物a的核磁氢谱、核磁碳谱见图1、图2。
2、探针化合物a识别脯氨酸对映体
以乙醇:水=9:1（体积比）的混合物为溶剂，分别将探针化合物a和被检测物天然氨基酸（l-脯氨酸、d-脯氨酸）配置成浓度为2.0×10-5mol/l的溶液。然后将探针化合物a分别与天然氨基酸的两种对映异构体1:1混合，静置1h。用荧光光谱仪检测探针化合物a、探针化合物+l-脯氨酸、探针化合物+d-脯氨酸的荧光强度，检测其识别效果。
实验结果：将l-脯氨酸与探针化合物a混合后，荧光强度明显减弱，而将d-脯氨酸与探针化合物a混合后，荧光强度明显增强，二者的荧光强度比id:il达到1.2（见图9）。
上述实验结果说明，在探针化合物a的乙醇-水溶液中，分别加入l-脯氨酸和d-脯氨酸，若溶液的荧光明显增强，说明加入的是d-脯氨酸；若溶液的荧光强度减弱，说明加入的是l-脯氨酸。
实施例二
1、探针化合物b的合成
（1）苯丙氨酸苄酯的合成：向反应釜中加入l-苯丙氨酸（20.0mmol）和无水苯甲醇125ml（1.2mol），冰浴冷却，搅拌下缓慢滴加二氯亚砜（20ml，420mmol），20min滴完，再搅拌2h，然后升温至80℃反应5h。冷却后加入50ml乙醚，溶液出现浑浊，然后将混合物于0℃冷藏2h，有结晶体析出。过滤并收集固体，用无水乙醇-乙醚混合物重结晶，得到的产品加入30ml水，用三乙胺调ph=9，用乙酸乙酯（30ml×3）萃取，合并有机相，依次用饱和食盐水和水洗涤，用无水硫酸镁干燥，减压蒸出乙酸乙酯，得到黄色油状物——l-苯丙氨酸苄酯，产率56%。苯丙氨酸苄酯的合成反应式如下：
（2）探针分子b的合成：将方酸二甲酯（3.0mmol）加入到50ml反应釜中，加入20ml无水甲醇，滴加苯丙氨酸苄酯（6.0mmol）的甲醇（10ml）溶液，室温搅拌24h，过滤，滤渣用乙酸乙酯多次洗涤，得产品探针分子b0.7g；母液浓缩一半后冷冻2h时，再次过滤洗涤，再次得到产品探针分子b0.45g，合计产率65%。
探针分子b的合成式如下：
探针化合物b的核磁氢谱、核磁碳谱见图3、图4。
2、探针化合物b识别识别缬氨酸
以乙醇:水=9:1（体积比）的混合物为溶剂，分别将探针化合物b和被检测物天然氨基酸（l-缬氨酸、d-缬氨酸）配置成浓度为2.0×10-5mol/l的溶液。然后将探针化合物b分别与天然氨基酸的两种对映异构体1:1混合，静置1h。用荧光光谱仪检测探针化合物b、探针化合物+l-缬氨酸、探针化合物+d-缬氨酸的荧光强度，检测其识别效果。
实验结果：将l-缬氨酸与探针化合物b混合后，荧光强度明显减弱，而将d-缬氨酸与探针化合物b混合后，荧光强度没有明显变化。
上述实验结果说明，在探针化合物b的乙醇-水溶液中，分别加入l-缬氨酸和d-缬氨酸，若溶液的荧光明显减弱，说明加入的是l-缬氨酸；若溶液的荧光不变，说明加入的是d-缬氨酸（参见图11）。
实施例三
1、探针分子c的合成
（1）苯丙氨酸叔丁酯的合成：将l-苯丙氨酸（20.0mmol）溶乙酸叔丁酯中于100ml（750mmol），冰浴冷却，搅拌下缓慢滴加高氯酸（1.8ml，30mmol），滴完后自然升至室温，搅拌12h。反应液依次以水、1.0mol/l盐酸洗涤，然后用10%的碳酸钾水溶液调ph值调至9，二氯甲烷萃取三次，合并有机相，无水硫酸钠干燥，浓缩，所得粗产品用柱层析分离得黄色油状物苯丙氨酸叔丁酯，产率69%。苯丙氨酸叔丁酯的合成反应式如下：
（2）探针分子c的合成：将方酸二甲酯（3.0mmol）溶于20ml无水甲醇，滴加苯丙氨酸乙酯（6.0mmol）的甲醇（10ml）溶液，室温搅拌24h，过滤，滤渣用乙酸乙酯多次洗涤，得产品探针分子c0.6g，母液浓缩一半后冷冻2h，再次过滤，洗涤，又得部分产品探针分子c0.34g，合计产率60%。
探针分子c的合成式如下：
探针化合物c的核磁氢谱、核磁碳谱见图5、图6。
2、探针化合物c识别脯氨酸
以乙醇:水=9:1（体积比）的混合物为溶剂，将探针化合物c、l-脯氨酸、d-脯氨酸配置成浓度为2.0×10-5mol/l溶液。然后将探针化合物c分别与天然氨基酸的两种对映异构体1:1混合，静置1h。用荧光光谱仪检测探针化合物c、探针化合物c+l-脯氨酸、探针化合物c+d-脯氨酸的荧光强度，检测其识别效果。
测试结果显示，加入l-脯氨酸后，探针c溶液的荧光强度减弱，加入d-苯丙氨酸后，1c的荧光强度增强，二者的荧光强度比id:il达到1.3。
上述实验结果说明，在探针化合物c的乙醇-水溶液中，分别加入l-脯氨酸和d-脯氨酸，若溶液的荧光明显增强，说明加入的是d-脯氨酸；若溶液的荧光强度减弱，说明加入的是l-脯氨酸（参见图15）。
上述各实施例中，方酸二甲酯、丙氨酸乙酯、苯丙氨酸苄酯、苯丙氨酸叔丁酯等试剂可以由市场上购买，也可以通过上述方法制备。