的硫杂杯[4]芳烃荧光试剂及合成和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属分析化学领域。具体地说是一类巧光法检测La3+或Lu 3+的方法。
【背景技术】
[0002] 巧光探针是建立在分子识别和巧光技术两者有机结合的基础上，通过探针对特定 对象的选择性结合，利用不同的信号传导机制将识别信息转换为易于检测的巧光信号，从 而实现在分子水平上的检测。利用巧光增强或巧灭实现对特定目标分子、离子的检测是巧 光探针应用的主要方法。由于巧光分析的高灵敏和高选择性，实时原位检测，设备简单，并 能提供丰富的光谱信息，在分析化学、生物化学、环境科学、医药学等领域中各种离子检测、 DNA及蛋白质分子标记、细胞成像、免疫分析等方面发挥着重要作用。
[0003] 近年来，硫杂杯[4]芳姪的功能化修饰及应用成为杯芳姪化学研究领域的热点。 W硫杂杯芳姪为结构平台，通过对杯芳姪上、下沿的修饰已获得不同结构、对特定分子、离 子特异性识别的巧光探针试剂。功能化硫杂杯[4]芳姪巧光探针试剂更多的向着杂杯芳姪 及多杯芳姪方向发展，应用功能向手性识别体、携带光学、电学信号发生体等方向发展。文 献报道的硫杂[4]芳姪巧光探针大多用于识别金属离子r、化化 2\ Ag\ Pb2+及阴离子 F、Acer等，未见有能够识别检测稀±离子的相关报道。
[0004] 稀±元素都具有特殊的核外电子结构，稀±离子自身的吸收能力（e <1〇)和发光 都很弱，在15种铜系元素中，只有Sn产、化化和Dy3+的水合离子可W发出微弱的巧 光。研究发现，某些0-二酬化合物与館形成配合物后可吸收紫外光，并发出强烈的館离 子的特征巧光。该种现象在其它稀±配合物的研究中也被发现，稀±配合物光谱探针开始 得到广泛的应用。大量的研究表明，稀±配合物的发光是经配合物中配体吸收能量从基态 跃迁到激发态，再从单重激发态经系间跨越至=重激发态，最后将能量转移到中屯、离子，通 过中屯、离子的4f 一 4f能量跃迁而发出巧光。稀±巧光探针具有巧光强度大、巧光半峰宽 小、Stokes位移大、巧光寿命长等独特的巧光特性，在巧光分析中，尤其是在药物分析及生 物大分子分析方面有广泛的应用。
[0005] 稀±金属离子与有机分子配体形成配合物后，受配体本身性质、中屯、离子-配体 成键及溶剂等因素的影响，配合物的化学性质发生变化，配合物的激发态寿命达ms数量 级，发出很强的离子巧光。配位体结构及其=线态能量也存在着对稀±离子巧光强度的影 响。目前，稀±配体主要有氨駿络合剂、芳香駿酸、0 -二酬类馨合剂及大环配位体等四类。 研究发现，蛋白质与稀±离子结合后，能引起稀±离子巧光强度的变化，并且在一定浓度范 围内与蛋白质浓度成正比，因此稀±离子可作为巧光探针用于蛋白质的测定。而有时稀± 离子与有机小分子的配合物也能作为探针来分析测定蛋白质，因此根据发光体的差异可将 稀±离子配合物巧光探针分为稀±离子发光的金属配合物巧光探针和配体发光的稀±配 合物巧光探针。
[0006] 因此，寻找能够高选择性识别稀±离子的巧光传感器巧光稀±离子探针研究的方 向。设计合成选择性键合稀±离子的巧光探针，在疾病诊治、环境改造等方面有应用前景。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于制备了两种选择性键合稀±离子的杯M芳姪巧光试剂，应用 巧光方法，定量检测微量La3\ Lu3+含量，建立了高选择性和高灵敏度的巧光光谱分析方法。 [000引本发明选择性键合La3\Lu3+的硫杂杯[4]芳姪巧光试剂及合成和应用，是W硫杂 杯[4]芳姪为母体，8-哲基-2-嗟咐甲醒为巧光基团，制备得到化合物1，3-交替-二（8-哲 基嗟咐-2-醒缩胺己氧基）-2, 4-二（2-甲氧基己氧基）-四（对叔了基）硫杂杯[4]芳姪， 简写为试剂si，化合物1，3-交替-二（8-哲基嗟咐-2-醒缩胺己氧基）-2, 4-四（对叔了 基）硫杂杯[4]冠-5芳姪，简写为试剂s2,化学结构式为：
【主权项】
1. 选择性键合La'Lu3+的硫杂杯[4]芳烃荧光试剂，其特征是以硫杂杯[4]芳烃为母 体，8-羟基-2-喹啉甲醛为荧光基团，制备得到化合物1，3-交替-二（8-羟基喹啉-2-醛 缩胺乙氧基）-2, 4-二（2-甲氧基乙氧基）-四（对叔丁基）硫杂杯[4]芳烃，简写为试剂 sl，化合物1，3_交替-二（8-羟基喹啉-2-醛缩胺乙氧基）-2, 4-四（对叔丁基）硫杂杯 [4]冠-5芳烃，简写为试剂s2,化学结构式为：
试剂si、s2作为选择性键合La 3+、Lu3+的硫杂杯[4]芳径焚光试剂。
2. 按照权1所述的选择性键合La'Lu3+的硫杂杯[4]芳烃荧光试剂的合成方法，其特 征是依次按下列步骤合成： 第一步，在无水四氢呋喃（THF)溶液中，加入硫杂杯[4]芳烃与羟乙基邻苯二甲酰亚 胺，再加入三苯基膦（PPh3),滴加偶氮二甲酸二乙酯（DEAD)，室温下反应，产物经洗脱得到 中间体1，3-交替-二（2-邻苯二甲酰亚胺）硫杂杯[4]芳烃；
第二步，将第一步反应得到的中间体在碳酸铯（Cs2CO3)存在下，与乙二醇单甲醚在无 水乙腈中反应，得到中间体1，3-交替-二（2-邻苯二甲酰亚胺）-2, 4-二（2-甲氧基乙氧 基）_四（对叔丁基）硫杂杯[4]芳烃（Ι-a);或与多甘醇酯在无水乙腈中反应，得到中间体 1，3-交替-二（2-邻苯二甲酰亚胺）-2, 4-四（对叔丁基）硫杂杯[4]冠-5芳烃（Ι-b );
第三步，将中间体l_a与水合肼（NH2NH2 · H2O)在乙醇中回流反应，得到中间体1，3-交 替-二（氨基乙氧基）-2, 4-二（2-甲氧基乙氧基）-四（对叔丁基)硫杂杯[4]芳烃（2-a);将 中间体Ι-b与水合肼在乙醇中回流反应，得到中间体1，3-交替-二(氨基乙氧基)-2, 4-四 (对叔丁基）硫杂杯[4]說4「9_以. ' .
2-b 第四步，在1，4-二氧六环溶液中，二氧化锡（SeO2)存在下滴加8-羟基喹哪啶，得到橙 黄色中间体8-羟基-2-喹啉甲醛；
第五步，将中间体2-a与8-羟基-2-喹啉甲醛在乙醇溶液中回流，得到试剂si;将中 间体2-b与8-羟基-2-喹啉甲醛在乙醇溶液中回流，得到试剂s2;
3.根据权利要求2所述的选择性键合La 3+、Lu3+的硫杂杯[4]芳烃荧光试剂的合成方 法，其特征是试剂制备的各步骤工艺条件为： 第一步，中间体1，3-交替-二（邻苯二甲酰亚胺）硫杂杯[4]芳烃合成 N2保护下，在50ml的圆底烧瓶中，加入硫杂杯[4]芳径，轻乙基邻苯二甲酰亚胺，三苯 基膦，无水THF，冰浴下，搅拌均匀，缓慢滴加 DEAD，按摩尔比为硫杂杯[4]芳烃：羟乙基邻 苯二甲酰亚胺：DEAD=I :7. 5~8. 5:2. 5~3. 5加入，加完后搅拌反应，蒸除溶剂，趁热加入 热甲醇，冷却析出得白色固体，柱层析得中间体； 反应温度：室温 反应时间：48h 反应溶剂：无水THF 洗脱剂：乙酸乙酯/正己烷=1/4, v/v 第二步，中间体l_a和l_b的合成 N2保护下，在圆底烧瓶中，加入1，3-交替-二（2-邻苯二甲酰亚胺）硫杂杯[4]芳烃， Cs2CO3，乙二醇单甲醚，无水乙腈，按摩尔比为1，3-交替-二（2-邻苯二甲酰亚胺）硫杂杯 [4]芳烃：Cs 2CO3:乙二醇单甲醚=1:5. 5~6. 5:5. 5~6. 5加入，回流反应，减压除去溶剂， 加稀盐酸调节PH至4~5,氯仿萃取，无水硫酸钠干燥，柱层析得白色固体1-a; 反应温度：回流 反应时间：36h 反应溶剂：无水乙腈 洗脱剂：氯仿/石油醚=1/1，v/v N2保护下，在圆底烧瓶中，加入1，3-交替-二（2-邻苯二甲酰亚胺）硫杂杯[4]芳烃，