一种近红外方酸染料及其制备方法和应用_2

文档序号:9211712阅读:来源:国知局
中溶剂为Ν,Ν' -二甲基甲酰胺,回流温度100°C,反应时间24小时;步骤 (3)中硅胶柱层析所用的洗脱剂为体积比为10:1的石油醚和乙酸乙酯的混合溶液。
[0013] 所述的
的合成方法包括如下步骤: (1) 将间氨基苯酚、碳酸钠和正溴丁烷溶于溶剂,加热回流反应; (2) 冷却至室温,静置分层,有机相经干燥后,除去溶剂得粗产物; (3) 经硅胶柱层析纯化,得到
[0014] 步骤(1)中溶剂为体积比为1:1的异丙醇和水的混合溶剂,回流反应时间24小时; 步骤(3)中硅胶柱层析所用的洗脱剂为体积比为10:1的石油醚和乙酸乙酯的混合溶液。
[0015] 所述的近红外方酸染料作为荧光和比色双响应的铜离子探针。
[0016] 与铜离子形成的配合物用作荧光和比色双响应的焦磷酸根探针。
[0017] 与铜离子形成的配合物用作荧光和比色双响应的α -氨基酸探针。
[0018] 本发明通过向苯胺侧链的氮接入正丁基,可以调节染料的溶解性能和聚集行为, 从而影响染料的光物理性质。通过氧醚链的引入,可以改善它们在水中的溶解性,同时氧醚 结构与苯胺上的氮原子结合可用于铜离子的捕获,成为与铜离子有特异响应的比色荧光双 响应探针。进而利用焦磷酸根(PPi)和α-氨基酸与铜离子形成稳定的复合物,夺取染料 与铜离子形成的配合物的中心金属,恢复染料的光谱性质,将该配合物用作检测焦磷酸根 及α-氨基酸的比色荧光双响应探针。
[0019] 本发明涉及的近红外方酸染料具有如下特征:染料的最大吸收位于645-656 nm, 具有很高的摩尔吸光系数和荧光量子产率。在非质子溶剂中,随着极性的增强,染料最大吸 收波长发生红移,在极性较大的DMSO溶剂中,其最大吸收波长比在极性较小的氯仿溶剂中 红移了 11 nm。随着溶剂极性的变化,染料吸收强度变化很小,证明溶剂极性对染料的摩尔 吸光系数的影响较小。
[0020] 不同比例的乙腈/水溶液中,染料的吸收强度会随含水量增加而逐渐降低。当体 系中含水量增加至60%时,染料吸收光谱仅有微小变化。当含水量增加至70 %时,646 nm 处的单体吸收峰明显降低,575 nm左右处出现了聚集态的吸收峰,在725 nm左右处也出现 小的肩峰。随着乙腈/水混合溶剂中含水量的继续增加,单体的吸收峰强度降低,聚集态吸 收峰强度增强。这表明了,相比其它方酸染料,所述的方酸染料的水溶性和抗聚集能力得到 了显著提高。
[0021] 本发明的显著优点在于:该类方酸染料荧光探针稳定性好,光学性能优异,通过氧 醚链的引入,可以改善它们在水中的溶解性,而且氧醚链与苯胺上氮原子构成的离子穴可 用于铜离子的捕获,可用于离子响应的荧光探针,并进一步应用于焦磷酸根(PPi)和α-氨 基酸的检测。
【附图说明】
[0022] 图1是浓度为2. 5 μΜ的方酸染料在不同有机溶剂中的吸收光谱图; 图2是浓度为2. 5 μΜ的方酸染料在不同比例的乙腈/水的吸收光谱变化图; 图3是浓度为2. 5 μ M的方酸染料在乙腈中对金属离子的吸收光谱响应; 图4是浓度为2. 5 μ M的方酸染料在乙腈中对金属离子的荧光光谱响应; 图5是浓度为2. 5 μΜ的方酸染料在乙腈/水(90:10,v/v)溶液中对铜离子的吸收 光谱滴定图; 图6是浓度为2.5 μΜ的方酸染料在乙腈/水(90:10,v/v)溶液中对铜离子的荧光 光谱滴定图,插图:检测体系在670 nm处的荧光强度随铜离子浓度变化的趋势图(Aex = 620 nm, PMT = 600 V, slit = 5 nm/5 nm); 图7是浓度为2.5 μΜ的方酸染料与铜离子(25 μΜ)的络合物在乙腈/水(90:10,v/ v)溶液中对焦磷酸根(PPi)的吸收光谱滴定图,插图:A为方酸染料的照片,B为方酸染 料与铜离子配合物的照片,C为加入焦磷酸根(PPi)后的照片; 图8是浓度为2.5 μΜ的方酸染料与铜离子(25 μΜ)的络合物在乙腈/水(90:10,v/ v)溶液中对焦磷酸根(PPi)的荧光光谱滴定图(λ ex = 620 nm,PMT = 600 V,slit = 5 nm/5 nm); 图9是浓度为2.5 μΜ的方酸染料与铜离子(25 μΜ)的络合物在乙腈/水(90:10,v/ v)溶液在670 nm处的荧光强度随焦磷酸根(PPi)浓度变化的趋势图,插图:焦磷酸根(PPi) 浓度为6. 25-13. 75 μΜ的荧光强度变化趋势图(λ ex = 620 nm, PMT = 600 V,slit = 5 nm/5 nm); 图10是浓度为2.5 μΜ的方酸染料与铜离子(25 μΜ)的络合物在乙腈溶液中对不同 氨基酸(25 μ Μ)的焚光光谱图(λ ex = 620 nm, PMT = 600 V,slit = 5 nm/5 nm); 图11是浓度为2.5 μΜ的方酸染料与铜离子(25 μΜ)的络合物在乙腈溶液中对组氨 酸(His)的荧光光谱滴定图,插图:检测体系在670 nm处的荧光强度随组氨酸(His)浓度 变化的趋势图(^ex = 620 nm, PMT = 600 V,slit = 5 nm/5 nm)〇
【具体实施方式】
[0023] 实施例1 苯胺衍生物
的制备: 于50 mL的单口烧瓶中,加入间氨基苯酷(3.3 g,30 mmol),碳酸钠(4.4 g,42 mmol), 正溴丁烧(12 g,88 mmol)和30 mL异丙醇/水(v/v, 1:1)。加料完成后,升温回流反应过 夜。TLC监控,反应完全后,冷却至室温,溶液分为两层,取有机相。有机相经干燥后,除去溶 剂得棕色油状物。粗产物经硅胶柱层析纯化,用石油醚:乙酸乙酯(10:1,v/v)洗脱,除去 溶剂后得到淡紫色液体 4.7 g。产率 71 %。FTIR (KBr): Vmax 3401,2957,2932,2872, 1620,1579,1505,1464,1368,1241,1193,1144,1025,941,819,751,687 CnT1;1HNMR (400 MHz, CDCl3) δ 0.90 (t, ^7. 3 Hz, 6H), 1.24-1.33 (m, 4H), 1.47-1.55 (m, 4H), 3.17 (t, ^7.6 Hz, 4H), 5.34 (s, 1H), 6.09 (d, ^7.9 Hz, 1H), 6.14 (s, 1H), 6.21 (d,岁7.5 Hz, 1H), 6.99 (t,岁8.1 Hz, 1H); 13C NMR (100 MHz, CDCl3): δ 13.8, 19.2, 31.0, 68.4, 108.7, 115.5, 121.7, 129.8, 149.2, 159.7.
实施例2 苯胺衍生牧 的制备 于50 mL的单口烧瓶中,加入苯胺衍生物
(0. 44 g,2. 0 mmol),碳酸 钾(0. 43 g,3. I mmol),2-氯乙醇(I. 6 g,20 mmol),催化量碘化钾和 10 mL N, Ν'-二甲基 甲酰胺。加料完成后,升温至l〇〇°C回流反应过夜。停止反应,冷却至室温,倒入盛有冰水 的烧杯中。用二氯甲烷萃取,有机相用水洗涤三次,用饱和食盐水洗涤一次,经无水硫酸镁 干燥,除去溶剂得棕色油状物。粗产物经硅胶柱层析纯化,用石油醚:乙酸乙酯(10:1,v/ V)洗脱,除去溶剂后得到黄色油状液体86 mg,产率16%。FTIR (KBr): Vmax 3391,2956, 2931, 2872, 1612, 1572, 1500, 1456, 1368, 1292, 1243, 1198, 1175, 1144, 1080, 1051,947,898,827,746,687 CnT1; 1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 0.95 (t,岁7.6 Hz, 6H), 1.30-1.39 (m, 4H), 1.52-1.60 (m, 4H), 2.14 (s, 1H), 3.23 (t, ^7.6 Hz, 4H), 3.93 (s, 2H), 4.06 (t, J=A. 4 Hz, 2H), 6. 18-6. 20 (m, 2H), 6. 28 (d, 岁8.8 Hz, 1H), 7.09 (t,岁8.0 Hz, 1H); 13CNMR (100 MHz, CDCl3): δ 14.0,20.4, 29.5, 50.8, 61.6, 69.0, 98.9, 100.5, 105.5, 129.9, 149.7, 160.0.
实施例3 所述的近红外方酸染半」 的制备: 于50 mL的圆底烧瓶中,加入苯胺衍生物
:27 mg,0. 10 mmol),方 酸
(5. 7 mg,0. 050 mmol)和20 mL正庚醇。加料完毕,接上分水器,减压至 76 mmHg左右,加热至回流(135°C左右)反应10小时,溶液变为墨绿色;停止加热,冷却至 室温,减压除去溶剂正庚醇,得到绿色固体。残留物先经石油醚洗涤多次,后经硅胶柱层 析分离,用二氯甲烷:乙酸乙酯(5:1,v/v)洗脱,得到绿色固体7.3 mg,产率24%。熔 点:236-238°C;FTIR (KBr): Vniax 3435,2929,1593,1405,1384,1356,1228,1172, 1111,919,857,810,767 cnT1; 1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 0.98 (t,岁7.4 Hz, 12H), 1.35-1.44 (m, 8H), 1.60-1.68 (m, 8H), 3.40 (t, ^7.6 Hz, 8H), 4.04 (d, J=A. 0 Hz, 4H), 4. 10 (d, J=?,. 6 Hz, 4H), 5. 99 (s, 2H), 6. 35 (d, ^8. 8 Hz, 2H), 8. 75 (s, 2H); 13CNMR (100 MHz, CDCl3): δ 13.9,20.3,29.7,51.3,60.3,69.5, 93.6,106.6,111.5,134.0,155.5,162.3,182.5,187.9; ESI-MS: 609. 4 ([M+H]+)· 所述的染料的最
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