專利名稱：：萘酰亞胺衍生物及其作為熒光探針應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種萘酰亞胺衍生物，具體涉及一種可用作三價(jià)鐵離子熒光探針的萘酰亞胺衍生物。
背景技術(shù)：
：鐵是人體必需的重要微量元素，缺鐵引起的貧血是世界上最為常見的營(yíng)養(yǎng)缺乏癥，但過量的鐵對(duì)人體有毒。因此對(duì)Fe3+離子的分析檢測(cè)非常必要。熒光探針法作為一種靈敏度高、用樣量少、具有實(shí)用價(jià)值的檢測(cè)方法，是檢測(cè)重金屬離子的重要手段。至今已有多篇文獻(xiàn)報(bào)道Fe3+離子熒光探針，其中以熒光猝滅型居多。也有報(bào)道以香豆素、羅丹明、菲衍生物為熒光團(tuán)的熒光增強(qiáng)型探針，但是存在水溶性差、Stokes位移小等缺點(diǎn)。最近HeeJungJ皿g等報(bào)道了一個(gè)對(duì)Fe3+離子有較好選擇性的比率熒光探針，但在探針與Fe"離子摩爾比為1:88之前，實(shí)際上仍屬熒光猝滅型探針，當(dāng)探針與Fe"離子摩爾比大于l:88之后才出現(xiàn)明顯的新熒光峰，而此時(shí)原來的熒光已接近完全猝滅，靈敏性有待提高(參見HeeJ皿gJ皿g，NarinderSingh，DooOkJang.HighlyFe3+selectiveratiometricfluorescentprobebasedonimine-linkedbenzimidazole[J].TetrahedronLetters,2008，49(18):2960-2964)。因此設(shè)計(jì)合成靈敏性高、選擇性好的Fe"離子熒光探針具有重要意義。1，8-萘酰亞胺衍生物由于優(yōu)良的穩(wěn)定性、易修飾性和光物理性能而成為熒光探針中常用的熒光團(tuán)，已報(bào)道被用作Cu2+，F(xiàn)e3+，Hg2+，Zn2+等離子的熒光探針(參見(1)ZhaochaoXu，XuhongQian，JingnanCui.ColorimetricandRatiometricFluorescentChemosensorwithaLargeRed-ShiftinEmission:Cu(II)-OnlySensingbyD印rotonationofSecondaryAminesasReceptorConjugatedtoNaphthalimideFluorophore[J].Org.Lett.，2005,7(14):3029-3032;(2)YulinHu，BaoyanWang，ZhixingSu.SynthesisandphotophysicalpropertiesofanovelgreenfluorescentpolymerforFe3+sensing[J].PolymInt.，2008，57(12):1343-1350;(3)XiangfengGuo，XuhongQian，LihuaJia.AHighlySelectiveandSensitiveFluorescentChemosensorforHg2+inNeutralBufferAqueousSolution[J].J.Am.Chem.Soc.，2004，126，(8):2272-2273;(4)Thorfi皿urGu皿laugsson，T.CliveLeeandRamanParkesh，AhighlyselectiveandsensitivefluorescentPET(photoinducedelectrontransfer)chemosensorforZn(II)[J]Org.Biomol.Chem.，2003,1(19):3265-3267;(5)DesislavaStaneva，IvoGrabchev，Jean—PhilippeSoumi11ion，VladimirBojinov.Anewfluorosensorbasedonbis_l，8-naphthalimideformetalcationsandprotons[J].J.Photochem.Photobiol.，A:Chem.，2007,189(2-3):192-197)。其中IvoGrabchev課題組利用4_硝基-1，8_萘酐、N，N-二甲基乙二胺、二乙烯三胺為主要原料合成了一個(gè)結(jié)構(gòu)中含有2個(gè)l，8-萘酰亞胺熒光團(tuán)和2個(gè)((2'-N，N-二甲基氨基)乙基)氨基識(shí)別基團(tuán)的熒光探針，雖然屬于增強(qiáng)型探針，但對(duì)Fe3+離子和Cr3+離子缺乏選擇性，靈敏度也不高。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的是提供一種萘酰亞胺衍生物。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種萘酰亞胺衍生物，所述萘酰亞胺衍生物由以下化學(xué)式表達(dá)\(MBN)、山h\(MMN)廣i5ih^(EBN)或"hl(EEN)。上述技術(shù)方案中，所述萘酰亞胺衍生物的制備過程如下所示+NH2—R2nhr2其中，&選自H2H2正丁基/C,c、H,'CH3H2-C、-CH3、CH3h2-C、或h2,C——CH3、C—ChUH2選自h2-C、H2-C、h2;H2-c、c/H2H2-ch3h2、G-H2—eH_并且，當(dāng)&為正丁基/C、H2,C、ch3時(shí)，'c-CH3、CH3h2或h:h2C——CH3H2h2-C、-CH3、CH3或h2-C、CS-h2h2-CH3-CH'時(shí)，尺2h2和RJ目同。其中，MBN和EBN合成方法為N-正丁基-4-溴_1，8_萘酰亞胺與N，N_二甲基乙二胺(DMEA)或N，N-二乙基乙二胺(DEEA)摩爾比為=1:(3060)，DMEA或DEEA直接為溶劑，40°C60°C下反應(yīng)15h30h，停止反應(yīng)，冷卻至室溫，加適量的水沉淀，靜置，抽濾，水洗，濾餅烘干得到黃色固體MBN和EBN。MBN產(chǎn)率90.1%98.1%。熔點(diǎn)97.199.1°C。EBN收率95.2%98.2%。熔點(diǎn)95.3°C97.0°C。其中，N-正丁基-4-溴-1，8-萘酰亞胺的合成方法可參考以下文獻(xiàn)(1)王建新，畢晨光，袁冰，喬衛(wèi)紅，欒吉梅.熒光類非離子表面活性劑的設(shè)計(jì)與合成[J].石油化工200635，5:464-468;(2)JeffreyE.Elbert，StephaniePaulsen,LauraRobinson,SherrieElzey，4KristenKlein.JournalofPhotochemistryandPhotobiologyA:Chemistry，2005，169(1):9-19;匪N和EEN合成方法為4-硝基-l，8-萘酸酐(可購(gòu)買得到)與N，N-二甲基乙二胺(DMEA)或N，N-二乙基乙二胺(DEEA)摩爾比為1:(612)，N，N-二甲基甲酰胺(DMF)為溶劑，6(TC12(TC下反應(yīng)310h，停止反應(yīng)，冷卻至室溫，除去溶劑，經(jīng)硅膠柱分離(流動(dòng)相VCH30H:VCHC13=1:10)得到深黃色固體匪N和EEN。匪N收率45.3%52.1%，熔點(diǎn)119.1121.8°C。EEN收率47.7%50.2%。熔點(diǎn)50.5°C51.4°C。上述萘酰亞胺衍生物為含有l(wèi)，8-萘酰亞胺熒光團(tuán)和((2'-N，N-二甲基氨基)乙基)氨基或((2'-N，N-二乙基氨基)乙基)氨基識(shí)別基團(tuán)的熒光探針，其對(duì)F^+離子具有很好的選擇性和靈敏性，因此，本發(fā)明同時(shí)保護(hù)上述萘酰亞胺衍生物作為熒光識(shí)別三價(jià)鐵離子的熒光探針的應(yīng)用。由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明所述萘酰亞胺衍生物，可以通過一步或兩步反應(yīng)在溫和條件下合成，屬于熒光增強(qiáng)型探針，結(jié)合Fe"離子后MBN、匪N、EBN、EEN熒光可分別增強(qiáng)29.1倍、24.8倍、51.1倍、33.2倍，顏色從較暗的深黃色變成明亮的黃綠色，變化裸眼可見；用于檢測(cè)Fe3+離子不但具有很好的選擇性和靈敏度，而且能即時(shí)快速響應(yīng)，響應(yīng)時(shí)間小于1秒；并且在Fe3+離子濃度1.0X10—51.0X10—4mol/L范圍內(nèi)，工作曲線具有很好的線性關(guān)系。附圖1(a)(d)、實(shí)施例十中不同金屬離子存在下探針溶液的熒光光譜；附圖2(a)(d)、實(shí)施例十一中探針分子熒光強(qiáng)度與Fe3+離子濃度的關(guān)系；附圖3(a)(d)、實(shí)施例十二中探針分子熒光強(qiáng)度與F^+離子濃度的線性關(guān)系；附圖4、實(shí)施例中不同探針分子的化學(xué)式。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖1至4及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述實(shí)施例一N-正丁基-4-溴-l，8-萘酰亞胺與DMEA摩爾比為1:45，DMEA直接為溶劑，45°C下反應(yīng)24h，停止反應(yīng)，冷卻至室溫，加適量的水沉淀，靜置，抽濾，水洗，濾餅烘干得到黃色固體(MBN)。產(chǎn)率90.1%。實(shí)施例二N-正丁基-4-溴-l，8-萘酰亞胺與DMEA摩爾比為1:30，DMEA直接為溶劑，60°C下反應(yīng)15h，停止反應(yīng)，冷卻至室溫，加適量的水沉淀，靜置，抽濾，水洗，濾餅烘干得到黃色固體(MBN)。產(chǎn)率98.1%。實(shí)施例三4-硝基-l，8-萘酸酐與DMEA摩爾比為1:6，DMF為溶劑，120。C下反應(yīng)3h，停止反應(yīng)除去溶劑，經(jīng)硅膠柱分離(流動(dòng)相veH3。H:veHel3=i:io)得到深黃色固體(匪N)。收率45.3%。實(shí)施例四4-硝基-l，8-萘酸酐與DMEA摩爾比為1:10，DMF為溶齊U，80。C下反應(yīng)3h，停止反應(yīng)除去溶劑，經(jīng)硅膠柱分離(流動(dòng)相veH3。H:veHel3=i:io)得到深黃色固體(匪N)。收率52.1%。實(shí)施例五N-正丁基-4-溴-l，8-萘酰亞胺與DEEA摩爾比為1:60，DEEA直接為溶劑，40°C下反應(yīng)30h，停止反應(yīng)，冷卻至室溫，加適量的水沉淀，靜置，抽濾，水洗，濾餅烘干得到黃色固體(EBN)，而后用柱層析法進(jìn)行分離提純，洗脫劑(V^。H:VCHC13=1:20)。收率95.2%。實(shí)施例六N-正丁基-4-溴-l，8-萘酰亞胺與DEEA摩爾比為1:50，DEEA直接為溶齊U，45°C下反應(yīng)24h，停止反應(yīng)，冷卻至室溫，加適量的水沉淀，靜置，抽濾，水洗，濾餅烘干得到黃色固體(EBN)，而后用柱層析法進(jìn)行分離提純，洗脫劑(V^。H:VCHC13=1:20)。收率98.2%。實(shí)施例七4-硝基-l，8-萘酸酐與DEEA摩爾比為1:12，DMF為溶劑，60°C下反應(yīng)10h，停止反應(yīng)除去溶齊U，經(jīng)硅膠柱分離(流動(dòng)相vCH3。H:vCHC13=i:io)得到深黃色固體(EEN)。收率47.7%。實(shí)施例八4-硝基-l，8-萘酸酐與DEEA摩爾比為1:10，DMF為溶齊U，8(TC下反應(yīng)3h，停止反應(yīng)除去溶劑，經(jīng)硅膠柱分離(流動(dòng)相VCH3。H:Vffla3=1:10)得到深黃色固體(EEN)。收率50.2%。實(shí)施例九實(shí)施例一至八所得萘酰亞胺衍生物化學(xué)式如圖4所示，其中，！^選自正<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>表1元素分析<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>注溶劑N，N_二甲基甲酰胺(DMF)，探針濃度5.0X10—5mol/L入a:最大吸收波長(zhǎng)；e:摩爾消光系數(shù)；^6!￡:激發(fā)波長(zhǎng)；^^最大熒光波長(zhǎng)；v「Vf:斯托克斯位移。實(shí)施例十制備同時(shí)含有匪N與金屬離子的DMF溶液，測(cè)定溶液的熒光光譜，結(jié)果如圖1(a)(d)。從圖l可以看出，F(xiàn)^+使得各個(gè)探針熒光顯著增強(qiáng)，當(dāng)探針濃度與金屬離子濃度比為l:10時(shí)，MBN、EBN、匪N、EEN溶液熒光分別增強(qiáng)22.5倍、20.1倍、45.8倍、21.9倍。當(dāng)探針濃度與金屬離子濃度比為1:15時(shí)，MBN、EBN、匪N、EEN溶液熒光分別增強(qiáng)29.1倍、24.8倍、51.1倍、33.2倍。而同樣濃度的其他重金屬離子(Zn2+、Co2+、Ni2+、Cr3+、Pb2+、Cu2+)對(duì)探針的熒光影響很小。實(shí)施例i^一在實(shí)施例十的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究了Fe"濃度對(duì)探針熒光光譜的影響。發(fā)現(xiàn)在一定Fe3+離子濃度范圍內(nèi)，溶液熒光強(qiáng)度先隨金屬離子濃度增加而增強(qiáng)，至一定金屬離子濃度后逐漸趨于穩(wěn)定，如圖2(a)(d)，其中，溶劑DMF。濃度(X10-5mol/L):探針分子:1.O，金屬離子O，O.5，1.0，1.5，2.0，2.5，3.0，3.5，4.0，5.0，6.0，7.0，8.0，9.0，10.0，11.0，12.0，13.0，14.0，15.0，16.0，17.0，18.0，19.0，20.0;(a)MBN，(b)匪N，(c)EBN，(d)EEN。實(shí)施例十二進(jìn)一步地，發(fā)現(xiàn)Fe3+離子濃度[Fe3+]在1.0X10—51.0X10—4mol/L范圍內(nèi)，分別與MBN、EBN、匪N、EEN熒光強(qiáng)度F有很好的線性關(guān)系，如圖3(a)(d)，其中，溶劑DMF，濃度(X10—5mol/L):探針分子1.0，金屬離子1.0，1.5，2.0，2.5，3.0，3.5，4.0，5.0，6.0，7.0，8.0，9.0，10.0。(a)MBN，(b)匪N，(c)EBN，(d)EEN。線性方程分別為F=-337709.9013+479235.6594[Fe3+]、F=-308739.4958+510537.8151[Fe3+]、F=-819358.6079+876458.7504[Fe3+]、F=-330649.2510+304567.044[Fe3+]，相關(guān)系數(shù)分別為r=0.9988、0.9966、0.9984、0.9929。對(duì)1.0X10—5mol/L的MBN、匪N、EBN、EEN溶液進(jìn)行5次平行測(cè)定，根據(jù)3S/K(S為5次測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)偏差，K為圖3(a)(d)中直線斜率)進(jìn)行計(jì)算，得到MBN、EBN、匪N、EEN對(duì)Fe3+離子的檢出限分別為1.9X10—7mol/L、l.8X10—7mol/L、l.1X10—7mol/L、3.1X10—7mol/L。以上結(jié)果說明，MBN、匪N、EBN、EEN對(duì)Fe3+有很好的選擇性和靈敏性，是一系列Fe3+熒光探針。8權(quán)利要求一種萘酰亞胺衍生物，所述萘酰亞胺衍生物由以下化學(xué)式表達(dá)FSA00000015935400011.tif2.權(quán)利要求1所述萘酰亞胺衍生物作為熒光識(shí)別三價(jià)鐵離子的熒光探針的應(yīng)用。全文摘要本發(fā)明公開了一種萘酰亞胺衍生物，所述萘酰亞胺衍生物由以下化學(xué)式表達(dá)本發(fā)明所述萘酰亞胺衍生物，可以通過一步或兩步反應(yīng)在溫和條件下合成，屬于熒光增強(qiáng)型探針，結(jié)合Fe3+離子后MBN、MMN、EBN、EEN熒光可分別增強(qiáng)29.1倍、24.8倍、51.1倍、33.2倍，顏色從較暗的深黃色變成明亮的黃綠色，變化裸眼可見；用于檢測(cè)Fe3+離子不但具有很好的選擇性和靈敏度，而且能即時(shí)快速響應(yīng)，響應(yīng)時(shí)間小于1秒；并且在Fe3+離子濃度1.0×10-5～1.0×10-4mol/L范圍內(nèi)，工作曲線具有很好的線性關(guān)系。文檔編號(hào)C07D221/14GK101786985SQ20101011075公開日2010年7月28日申請(qǐng)日期2010年2月5日優(yōu)先權(quán)日2010年2月5日發(fā)明者徐冬梅,錢麗麗申請(qǐng)人:蘇州大學(xué)