含巯基基团的联噻吩苯并吲哚盐染料及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于有机材料、拉曼光谱分析领域，具体设及一类含琉基基团的联嚷吩苯 并吗I噪盐染料及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 拉曼光谱具有简单、可重复、样品无损性、水环境影响小、图谱"指纹"特性等优点， 在化学、物理学、生物学和医学等各个领域拥有广泛应用。激光技术和纳米科技的发展促使 了表面增强拉曼光谱分析（S邸巧的产生，极大地提高了拉曼光谱检测的灵敏度，再加上拉 曼光谱可提供丰富结构信息的优势使得SERS技术在生化分析研究领域逐渐成为一个重要 的研究手段。
[0003] SERS探针技术是新兴的用于免疫、DNA和细胞细菌检测的方法。SERS探针一般由 纳米颗粒基底和SERS染料（拉曼活性分子）W及其他保护壳层组成（参见附图1)，其中， SERS染料（拉曼活性分子）是其重要的组成部分，开发兼具大SERS效应和最大吸收波长在 生物光学范围的SERS染料具有重要意义。
[0004] 在近红外630nm至785nm光谱区域，生物体内的天然的发色团和水的吸收最小，被 称为生物医学光谱"窗口"。嚷吩是优良的共辆连接基团，与苯相比芳香性更小，将联嚷吩引 入D- 31 -A分子结构中，有利于电子跃迁，最大吸收波长更大，更容易得到吸收在生物医学 光谱窗口区域的新材料。琉基与纳米金颗粒表面共价相互作用形成稳定的Au-S键，有利于 染料分子在纳米金表面吸附，调节染料分子的电子密度，增强SERS探针信号强度。
【发明内容】
阳0化]本发明的目的在于提供一类含嚷吩基团的D- 31 -A型苯并吗I噪盐染料及其制备方 法和用途。产物是有机离子型化合物，具有一定的水溶性；联嚷吩共辆链使染料分子的吸收 波长更长，使得生物体内天然的发色团和水对吸收波长影响较小；琉基基团有利于染料分 子在纳米基底上吸附，使产物的SERS强度随其浓度的变化更灵敏，并且能够得到比不接琉 基的相似结构染料更高的SERS灵敏度，有望在SERS标记物中得到应用。
[0006] 本发明的技术方案是：一种含琉基基团的联嚷吩苯并吗I噪盐染料，其特征是具有 不同碳链长度的琉基基团，并利用双键将苯并吗I噪盐与联嚷吩基团相连，作为二者之间电 荷转移的通道，形成D-JT-A结构的SERS染料化合物。（1)为含琉基基团的联嚷吩苯并日引噪 盐的结构通式：
[0007]
[0008] 其中
[0009] X为F、Cl、化或I;
[0010] n为1-6的整数。
[0011] 最优选地，所述含琉基基团的联嚷吩苯并吗I噪盐为如下化合物：
[0012]
[0013] 根据本发明的另一方面，提供了一种所述含琉基基团的联嚷吩苯并吗I噪盐的制备 方法，该方法如下所示：
[0014]
[0015] 具体包括如下步骤：
[0016] a. 5-漠-2, 2' -联嚷吩-5' -甲醒和二甲胺水溶液回流反应生成W末端5位二甲胺 基和醒基为取代基的二联嚷吩；
[0017] b.链长为1-6个碳的双面代烧控与硫代乙酸钟反应生成一端被琉醋取代的面代 烧控；
[0018] C.苯并吗I噪与末端琉醋面代烧在N，N-二甲基甲酯胺中回流反应生成苯并吗I噪 盐；
[0019] d. 5-(二甲基氨基）-2, 2' -联嚷吩-5' -甲醒与苯并吗I噪盐反应生成含琉醋的嚷吩 苯并吗I噪盐；
[0020] e.含琉醋的嚷吩苯并吗I噪盐与氨氧化钢反应后，用稀盐酸调抑至7得到上述的含 琉基的嚷吩苯并吗I噪盐。
[0021] 更具体地包括如下步骤： 阳02引 （1) 5-(二甲基氨基）-2, 2' -联嚷吩-5' -甲醒的合成：在高压反应容器中W1:24 的摩尔比加入5-漠-2, 2' -联嚷吩-5' -甲醒和二甲胺水溶液，加入2倍摩尔量的憐酸钟提 供碱性环境，在铜/舰化亚铜催化剂作用下加热反应；反应结束后多次水洗，利用柱层析的 方法获得目标产物；
[0023] 似末端分别W面素和琉醋为取代基的直链烧控的合成：在烧瓶中W1-3:1的摩 尔比加入二面代烧控和硫代乙酸钟，加入适量四氨巧喃，加热回流10小时；反应结束后，冷 却至室溫，过滤出固体，利用柱层析方法提纯；
[0024] (3)苯并吗I噪盐的合成：在烧瓶中W2:1的摩尔比加入面代烧和1，1，2-S甲 基-1H-苯并[e]吗I噪，并加入适量N，N-二甲基甲酯胺，加热反应12小时，冷却至室溫，过 滤出固体，真空干燥，最后得到灰白色苯并吗I噪盐；
[00对 （4)联嚷吩苯并吗I噪盐的合成：将5-(二甲基氨基）-2, 2' -联嚷吩-5' -甲醒和苯 并吗I噪盐W1. 1:1的摩尔比加入到无水乙醇中，滴加2~3滴赃晚（0.ImL)作为催化剂， 85°C回流反应12小时；反应结束后冷却至室溫，旋蒸除去大部分溶剂，然后倒入乙酸中沉 析，过滤得到粗产物，通过柱层析的方法分离提纯；
[00%] (5)含琉基的联嚷吩苯并吗I噪盐的合成：将含琉醋的联嚷吩苯并吗I噪盐加入到氨 氧化钢水溶液和甲醇的混合溶剂中，室溫揽拌2小时；结束后用稀盐酸调抑至7,用二氯甲 烧萃取并通过柱层析的方法提纯，得目标产物。
[0027] 进一步，所述步骤2中的二面代烧控包括化肥nBr2、化肥nF2、化肥nC12和 化肥nI2,其中，n的取值范围为1-6。
[002引进一步，所述步骤5中甲醇与氨氧化钢水溶液的体积比1:1，所述甲醇和氨氧化钢 水溶液浓度为3mol/L。
[0029] 一种上述含琉基的联嚷吩苯并吗I噪盐染料在表面增强拉曼散射光谱分析中作为 拉曼活性分子的应用。
[0030] 根据本发明的另一方面，提供了所述含琉基基团的联嚷吩苯并吗I噪盐在表面增强 拉曼散射光谱分析中作为SERS探针的拉曼活性分子的应用。首先测试染料分子在水溶液 中的最大吸收波长，然后对染料分子进行表面增强拉曼散射强度测试。所得的染料分子在 表面增强拉曼散射强度测试中均表现出一定的表面增强拉曼活性，其中琉基碳链长度为1 或2(n= 1，2)的联嚷吩苯并吗I噪舰盐在浓度很小时就有较强的响应，其SERS信号强度是 效果良好的商用标签染料QSY的10倍W上，而且随着浓度的增加SERS强度迅速增大，反应 灵敏。
[0031] 总之，本发明的主要优势在于：利用简单的液相反应制备了D-31-A型染料，节约 了成本；具有易于制备，原材料成本低廉，表面增强拉曼强度灵敏等优点。通过琉基碳链长 度的改变，实现了染料分子与纳米金表面相互作用的调整，增加了拉曼信号灵敏度的可控 性，有助于在生物医学检测和SERS机理研究方面的应用。
【附图说明】
[0032] 图1显示了Nie小组设计的一种琉基化阳G包埋的金纳米颗粒SERS标记物。（Qian X,PengX,NieS,etal.化 1:ureBiotechnology, 2008, 26(1): 83-90)
[0033] 图2是实施例1中含琉基的联嚷吩苯并吗I噪舰盐在甲醇溶液中的紫外-可见吸收 光谱。
[0034] 图3是实施例1中含琉基的联嚷吩苯并吗I噪舰盐水溶液中的表面增强拉曼强度对 溶液浓度的谱图。 具体实施方案
[0035] 下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细说明，但本发明不限于 此。
[0036] 在本发明【具体实施方式】中所用的原料和试剂均为普通的市售获得。采用JASC0 V-570型紫外光谱仪对染料分子的紫外吸收光谱进行测定，波长范围为400~800nm ;采 用化ukerDMX-500型核磁共振谱仪对中间体和产物的化学结构进行表征，溶剂为CDCI3或 DMS0 ;采用DeltaNuNIR拉曼光谱仪对染料分子与纳米颗粒的复合体系进行表面增强拉曼 强度测试（激光激发波长为785nm)。 阳〇37] 实施例1
[003引含琉基的联嚷吩苯并吗I噪舰盐度系列）的合成
[0039]
W40] (1) 5-(二甲基氨基）-2, 2' -联嚷吩-5' -甲醒的合成： 阳0川将100mg5，-漠-2,2，-双嚷吩-5-甲醒a).37mmol)，lg二甲胺（40%的水溶 液，8. 9mmol)，13. 9mg舰化亚铜（0. 073mmol)，4. 7mg铜粉化 074mmol)，155. 4mg憐酸钟 (0. 73mmol)和ImL的DMF加入到高压反应容器中，混合物在80°C反应87小时，反应过程中 溶液颜色变红；反应结束后冷却至室溫，用短硅胶柱过滤，用乙酸乙醋淋洗；旋干得到粗产 物，通过柱层析的方法分离提纯，淋洗剂：二氯甲烧（产物溶解于二氯甲烧呈现强烈绿色巧 光），得到橘红色固体，产率37%。
[0042]电NMR(400MHz，CDC1 厂de) : 5 = 3.00 (s，6H)，5.81 (山J= 4.0Hz，1H)，6.95 (山J =4. 0Hz，lH)，7. 13(d，J= 4. 0Hz，lH)，7. 57(d，J= 4. 0Hz，lH)，9. 75(s，lH)。
[0043] 似硫代乙酸漠代甲醋的合成：
[0044] 将5血二漠甲烧（70mmol)和8g硫代乙酸钟（70mmol)溶于80血THF中，回流反应 10小时；过滤，将滤液浓缩的淡黄色液体通过硅胶柱层析分离，淋洗剂石油酸：二氯甲烧= 2:1得淡黄近乎无色液体，产率63 %。
[0045]电NMR(400MHz，CDCls-de):5 = 2. 36 (S，3H，），4. 56 (t，J= 3. 8Hz，2H)。
[0046] (3)硫代乙酸舰代甲醋的合成：
[0047] 将8. 3g硫代乙酸漠代甲醋（49mmol)和36g舰化钢（250mmol)加入到300血丙酬 中，回流反应6小时；将溶剂旋干，混合物溶入200mL二氯甲烧中，水洗并经硫酸儀干燥后短 硅胶柱分离（二氯甲烧：石油酸=1:2)，得淡黄色液体，产率86%。
[0048]电NMR (400MHz，CDCls-de) : 5 = 2. 35 (S，3H)，4. 47 (m，J = 3. 9Hz，2H)。 W例 （4)琉醋苯并吗I噪舰盐的合成：
[0050] 将16. 9g硫代乙酸舰代甲醋（78mm〇U加热到50 °C，加入16. 2gl，1，2-S甲 基-1H-苯并[e]吗I噪（77mmol)，5(rC反应12h;反应结束后用少量二氯甲烧将产物溶解，滴 加至150mL乙酸乙醋中沉析出固体，揽拌30min后过滤，乙酸乙醋（或乙酸）冲洗，得灰绿 色产物，产率73%。
[0051]电NMR(400MHz，CDCls-de) : 5=8. 64(d，J=3.