【发明专利】4-(5-四唑巯己氧基)土甘草A型荧光探针及其制备方法 CN111187275A.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010118006.4(22)申请日 2020.02.25(71)申请人 广西中医药大学地址 530200 广西壮族自治区南宁市青秀区五合大道13号(72)发明人 霍丽妮刘本涛陈睿巫文鑫凌舒靖(74)专利代理机构 北京远大卓悦知识产权代理事务所(普通合伙) 11369代理人 靳浩(51)Int.Cl.C07D 493/04(2006.01)C09K 11/06(2006.01)G01N 21/33(2006.01)G01N 21/64(2006.01) (54)发明名称4- （5-四唑巯己氧基） 土甘草A型荧光探针及其制备方法(57)摘要本发明公开了六种4-(5-四唑巯己氧基)土甘草A型荧光探针及其制备方法和应用， 其结构式为本发明的4-(5-四唑巯己氧基)土甘草A型荧光探针结合了香豆素类以及四唑类衍生物的荧光特性， 在DMSO/H2O溶液中对铅离子表现出很高的选择性和灵敏度， 较其他离子出现明显的增色效应， 最大吸收峰出现变化， 可用作一种铅离子荧光探针使用。权利要求书2页 说明书7页 附图1页CN 111187275 A2020.05.22CN 111187275 A1.具有不同取代基的4-(5-四唑巯己氧基)土甘草A型荧光探针， 其中， 结构式如下：其中， R1为2.一种如权利要求1所述的4-(5-四唑巯己氧基)土甘草A型荧光探针的制备方法， 其中， 包括：步骤一、 以土甘草A和1， 6-二溴丙烷为原料， 碳酸钾为催化剂， 在溶剂中进行回流反应，反应结束后， 趁热过滤， 减压蒸馏所得残留物进行重结晶得到中间产物4-(6-溴丙氧基)土甘草A；步骤二、 在反应溶剂和催化剂存在的条件下， 将中间产物4-(6-溴丙氧基)土甘草A分别和不同取代基的巯基四唑衍生物经回流反应， 滤液旋干， 经柱层层析硅胶、 薄层层析硅胶分离即分别得到相应的4-(5-四唑巯己氧基)土甘草A型荧光探针。3.如权利要求2所述的4-(5-四唑巯己氧基)土甘草A型荧光探针的制备方法， 其中， 所述不同取代基的巯基四唑衍生物的制备方法为：取异硫氰酸苯酯衍生物溶于纯水中， 加入叠氮化钠， 回流反应， 利用薄层色谱法跟踪反应， 用体积比2： 1及4： 1的石油醚和乙酸乙酯为展开剂， 苯酯层消失时停止反应， 冷却至室温时逐滴滴加浓盐酸并搅拌至pH为3， 析出大量白色沉淀， 抽滤， 取滤饼加入纯水至pH 45， 抽滤， 滤饼用无水乙醇重结晶， 即得到相应的巯基四唑衍生物；合成途径如下：其中， 所述R2为-CH2， -C6H5， -OCH3， -C2H5， -Cl， -NO2中的一种。4.如权利要求3所述的4-(5-四唑巯己氧基)土甘草A型荧光探针的制备方法， 其中， 所述步骤一中的溶剂为乙腈， 使用95乙醇进行重结晶。5.如权利要求4所述的4-(5-四唑巯己氧基)土甘草A型荧光探针的制备方法， 其中， 所权利要求书1/2 页2CN 111187275 A2述步骤二中， 使用四氢呋喃为反应溶剂， 三乙胺为催化剂。6.一种如权利要求1的或通过权利要求25任一制备方法得到的4-(5-四唑巯己氧基)土甘草A型荧光探针作为检测铅离子的应用。权利要求书2/2 页3CN 111187275 A34-(5-四唑巯己氧基)土甘草A型荧光探针及其制备方法技术领域0001本发明涉及荧光探针技术领域， 更具体地说， 本发明涉及六种具有不同取代基的4-(5-四唑巯己氧基)土甘草A型荧光探针及其制备方法和应用。背景技术0002随着工农业发展带来的环境污染状况的日益严重， 环境分析、 监测的对象越来越复杂， 因此对环境分析技术的灵敏度、 检测限、 准确性要求也越来越高。 目前， 与空气污染有关的挥发性物质， 与水污染有关的表面活性剂、 铜、 汞、 锡等金属和pH的分析测试方法是环境分析的重要研究对象。 铅是一种常见环境污染物。 其主要来源为汽车尾气、 蓄电池、 冶炼、五金、 电镀等行业的废物废水排放。 铅生物半衰期长， 在人体中容易积聚， 对人体的血液系统、 消化系统、 生殖系统、 泌尿系统均有较大损害。 高浓度铅还可造成儿童脊髓运动细胞损害， 导致运动机能下降。 因此， 建立痕量铅离子分析技术对环境保护十分重要。 荧光分析法因具有操作简便、 成本低、 选择性好、 响应迅速、 原位实时等优点， 已成为一种简便实用的分析技术， 在环境和生命体系中阳离子检测方面将发挥越来越重要的作用。0003香豆素类衍生物荧光特性优良， 具有大的斯托克斯位移和高的荧光量子产率、 光稳定性好等诸多优点， 以香豆素为荧光团的小分子荧光探针近年来逐渐成为一个新兴的研究热点， 在离子检测、 生物分子探针等领域展现出很好的应用前景。 作为羧基的生物等电体， 四唑具有较低的毒性和生物兼容性， 在化学、 生物等领域中都有广泛的应用。0004因此， 亟需设计一种能用于痕量铅离子浓度检测的荧光探针， 达到微量检测铅离子的目的。发明内容0005本发明的一个目的是解决至少上述缺陷， 并提供至少后面将说明的优点。0006本发明的另一个目的是提供一种结构简单、 易于合成， 且具有良好荧光性能的4-(5-四唑巯己氧基)土甘草A型荧光探针。0007本发明的另一个目的是提供一种4-(5-四唑巯己氧基)土甘草A型荧光探针的制备方法。0008本发明的另一个目的是提供一种4-(5-四唑巯己氧基)土甘草A型荧光探针作为铅离子检测的应用。0009为了实现本发明的这些目的和其它优点， 本发明提供不同取代基4-(5-四唑巯己氧基)土甘草A型荧光探针， 其中， 结构式如下：说明书1/7 页4CN 111187275 A400100011其中， R1为-CH3或对应的， 化学名分别为：00124-6 -(1-甲基-5 -四唑巯基)己氧基土甘草A衍生物；00134-6 -(1-苯基-5-四唑巯基)己氧基土甘草A衍生物；00144-6 -(1-对甲氧基苯基-5 -四唑巯基)己氧基土甘草A衍生物；00154-6 -(1-对乙基苯基-5 -四唑巯基)己氧基土甘草A衍生物；00164-6 -(1-对氯苯基-5 -四唑巯基)己氧基土甘草A衍生物；00174-6 -(1-间硝基苯基-5 -四唑巯基)己氧基土甘草A衍生物。0018上述化合物以吡喃香豆素土甘草A为荧光基团， 结合了香豆素类衍生物荧光特性，在DMSO/H2O溶液中对铅离子表现出很高的选择性和灵敏度， 较其他离子对铅离子出现明显的增色效应， 并且最大吸收峰出现变化， 可用作一种铅离子荧光探针使用。0019一种4-(5-四唑巯己氧基)土甘草A型荧光探针的制备方法， 其中， 包括：0020步骤一、 以土甘草A和1， 6-二溴丙烷， 碳酸钾为催化剂， 在溶剂中进行回流反应， 反应结束后， 趁热过滤， 减压蒸馏所得残留物进行重结晶得到中间产物4-(6-溴丙氧基)土甘草A；0021步骤二、 在反应溶剂和催化剂存在的条件下， 将中间产物4-(6-溴丙氧基)土甘草A分别和不同取代基的巯基四唑衍生物经回流反应， 滤液旋干， 经柱层层析硅胶、 薄层层析硅胶分离即分别得到相应的目标产物。0022具体的合成路线如下：说明书2/7 页5CN 111187275 A500230024上述方法原料易得， 合成简单， 便于量产。0025优选的是， 所述的4-(5-四唑巯己氧基)土甘草A型荧光探针的制备方法中， 所述不同取代基的巯基四唑衍生物的制备方法为：0026取异硫氰酸苯酯衍生物溶于纯水中， 加入叠氮化钠， 回流反应， 利用薄层色谱法(TLC)跟踪反应， 用体积比2 1或4 1的石油醚和乙酸乙酯为展开剂， 苯酯层消失时停止反应， 冷却至室温时逐滴滴加浓盐酸并搅拌至pH为3， 析出大量白色沉淀， 抽滤， 取滤饼加入纯水至pH 45， 抽滤， 滤饼用无水乙醇重结晶， 即得到相应的巯基四唑衍生物；0027合成途径如下：00280029其中， 所述R1为-CH2， C6H5-， -OCH3， -C2H5， -Cl， -NO2中的一种。0030优选的是， 所述的4-(5-四唑巯己氧基)土甘草A型荧光探针的制备方法中， 所述步骤一中的溶剂为乙腈， 使用95乙醇进行重结晶。0031优选的是， 所述的4-(5-四唑巯己氧基)土甘草A型荧光探针的制备方法中， 所述步骤二中， 使用四氢呋喃为反应溶剂， 三乙胺为催化剂。0032一种4-(5-四唑巯己氧基)土甘草A型荧光探针作为检测铅离子的应用。 该类化合物在水、 DMSO、 缓冲液等溶剂中选择性的结合金属铅离子， 其紫外-可见光出现较大程度增色效应或者最大吸收峰出现变化。0033作为羧基的生物等电体， 四唑具有较低的毒性和生物兼容性， 在化学、 生物等领域中都有广泛的应用。说明书3/7 页6CN 111187275 A60034本发明至少包括以下有益效果：0035本发明的4-(5-四唑巯己氧基)土甘草A型荧光探针结合了香豆素类衍生物荧光特性优良具有大的斯托克斯位移和高的荧光量子产率、 光稳定性好等诸多优点和四唑具有较低的毒性和生物兼容性的优点， 能够达到微量检测铅离子的目的。0036本发明的制备方法原料易得， 合成简单， 便于量产。0037本发明的4-(5-四唑巯己氧基)土甘草A型荧光探针结构相对简单， 易于合成， 在DMSO/H2O溶液中对铅离子表现出很高的选择性和灵敏度， 较其他离子对铅离子出现明显的增色效应， 并且最大吸收峰出现变化， 可用作一种铅离子荧光探针使用。0038本发明的其它优点、 目标和特征将部分通过下面的说明体现， 部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明0039图1为本发明所述的4-(5-四唑巯己氧基)土甘草A型荧光探针4a-4f对铅离子的选择性。具体实施方式0040下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明， 以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。0041实施例100424-(5-四唑巯己氧基)土甘草A型荧光探针4制备步骤如下：0043一、 中间产物4-(6-溴丙氧基)土甘草A(2)的制备0044在100mL三颈圆底烧瓶中加入土甘草A2.5060g(6.58mmol)及100.0mL乙腈溶剂， 在一定温度下溶解， 加入1， 6-二溴己烷10.0mL(65.80mmol)， 再加入无水碳酸钾1.8197g(13.16mmol)， 80下回流4h， 利用薄层色谱法(TLC)跟踪反应， 反应结束后， 趁热过滤， 减压蒸馏所得残留物用95乙醇重结晶， 得到中间体22.003g， 产率56.06。0045二、 巯基四唑衍生物(3a-3f)的制备0046取异硫氰酸苯酯衍生物3.0mmol溶于纯水中， 加入4.5mmol叠氮化钠， 回流2.5-9h，利用薄层色谱法(TLC)跟踪反应， 用体积比2 1或4 1的石油醚和乙酸乙酯为展开剂， 苯酯层消失时停止反应， 反应液冷却至室温时逐滴滴加浓盐酸并搅拌至pH为3， 析出大量白色沉淀， 抽滤， 取滤饼加入纯水至pH 45， 抽滤， 滤饼用无水乙醇重结晶， 得到相应的巯基四唑衍生物。0047合成如下：0048其中， R1分别为-CH2， -C6H5， -OCH3， -C2H5， -Cl， -NO2； 对应的巯基四唑衍生物分别标记为3a、 3b、 3c、 3d、 3e、 3f。0049三、 4-(5-四唑巯己氧基)土甘草A型荧光探针(4a-4f)的制备0050在50mL三颈圆底烧瓶中加入4-(6-溴己氧基)土甘草A 0.1360g(0.25mmol)及四氢呋喃5.0mL， 油浴加热， 在一定温度下溶解， 加入相应巯基四唑衍生物(3a-3f)0.375mmol， 三说明书4/7 页7CN 111187275 A7乙胺0.052mL(0.375mmol)， 于62下反应， 利用薄层色谱法(TLC)跟踪反应， 反应结束后， 滤液旋干， 经柱层层析硅胶、 薄层层析硅胶分离得到目标产物4-(5-四唑巯己氧基)土甘草