本發(fā)明涉及一種熒光示蹤化合物的制備新方法，尤其涉及一種制備熒光素的工藝方法。
背景技術(shù)：
熒光素(Fluorescein)又叫熒光黃或熒光橙紅，由Von Bayer于1871年首次合成。其外觀為暗橙色或紅色粉末，可溶于熱乙醇、冰醋酸、堿溶液，呈綠色螢光，不溶于水、苯、氯仿和乙醚。熒光素在水中的最大吸收波長為492nm，最大發(fā)射波長為571nm，熒光量子產(chǎn)率可達(dá)0.92(pH>8)。其在藍(lán)光或紫外線照射下，發(fā)出強(qiáng)烈的綠色熒光。
熒光素溶解后呈綠色熒光的特性，使其成為目前防凍液領(lǐng)域中應(yīng)用非常廣泛的顏料之一。熒光素受激后產(chǎn)生強(qiáng)烈熒光的特性，使其在熒光光度分析試劑領(lǐng)域也有非常廣泛的應(yīng)用，目前已用于測定氯、溴、碘、硫等離子。另外，熒光素可以作為氧化-還原指示試劑和生物染色劑，也是很多重要分析檢測試劑(如鈣黃綠素等)和藥物(如熒光素鈉、溴汞紅等)的基礎(chǔ)原料。
目前制備熒光素的方法，主要有如下幾條合成路線：
(一)由鄰苯二甲酸酐與間苯二酚在硫酸或路易斯酸催化作用下反應(yīng)所制備，化學(xué)反應(yīng)式為：
使用硫酸催化的方法成本低，比較方便進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，是目前國內(nèi)的主流生產(chǎn)方法。該方法也有明顯的缺陷，一方面會有磺化副產(chǎn)物的生成，導(dǎo)致最終純品純度不高，高效液相色譜(HPLC)純度通常都達(dá)不到98.5％，難以適合藥用的需求(藥用級熒光素要求原料HPLC檢測純度必須超過98.5％)。另一方面該方法因?yàn)槭褂昧舜罅康牧蛩?，危險(xiǎn)性也比較大，不符合綠色合成的要求。
路易斯酸的方法通常采用無水氯化鋅或三氟化硼乙醚進(jìn)行催化作用。采用無水氯化鋅催化的方法需要無水條件，并且有大量固廢生成，生成成本比較高，不適應(yīng)于工業(yè)化生產(chǎn)的需求。采用三氟化硼乙醚催化的方法原料價(jià)格比較高，生產(chǎn)過程中會有乙醚溢出，生產(chǎn)危險(xiǎn)性比較大，也不適應(yīng)于工業(yè)化生產(chǎn)的需求。
(二)由鄰苯二甲酸酐與2,4-二羥基苯磺酸在無水氯化鋅催化作用下高溫(190℃)反應(yīng)所制備，化學(xué)反應(yīng)式為：
該方法需要無水和高溫條件，并且有大量固廢生成，生產(chǎn)成本比較高，難以適應(yīng)工業(yè)化生產(chǎn)的需求。
(三)由鄰苯二甲酸與間苯二酚在甲磺酸催化作用下反應(yīng)所制備，化學(xué)反應(yīng)式為：
該路線所使用的甲磺酸腐蝕性比較強(qiáng)，并且磺化副產(chǎn)物也比較多，不符合綠色合成的要求，難以滿足工業(yè)化大生產(chǎn)的需求。
上述制備熒光素的工藝方法存在著反應(yīng)副產(chǎn)物較多，催化劑危險(xiǎn)性較大的問題，因此，尋找一種綠色合成熒光素的工業(yè)化生產(chǎn)方法具有非常重要的意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的示例旨在克服以上技術(shù)問題，提出一種操作簡便、成本較低、收率高、危險(xiǎn)小，而且成品純度高，滿足藥用需求和工業(yè)化生產(chǎn)的需求的制備熒光素的工藝方法。
為解決上述技術(shù)問題，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種制備熒光素的工藝方法，其中，該工藝方法以檸檬酸作為催化劑，將鄰苯二甲酸酐與間苯二酚在溶劑作用下進(jìn)行反應(yīng)，從而制得熒光素，化學(xué)反應(yīng)式如下：
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種制備熒光素的工藝方法，其中，工藝方法是在0-200℃溫度范圍下進(jìn)行的。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種制備熒光素的工藝方法，其中，溶劑為乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、四氫呋喃、2-甲基四氫呋喃、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、2-丁酮和N-甲基吡咯烷酮中的一種或多種。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種制備熒光素的工藝方法，其中，檸檬酸的用量為鄰苯二甲酸酐的0.01-1當(dāng)量。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供一種制備熒光素的工藝方法，其中，間苯二酚的用量為鄰苯二甲酸酐的1.5-2.5當(dāng)量。
本發(fā)明的制備熒光素的工藝方法相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1、本發(fā)明所采用的催化劑檸檬酸是廣泛使用的食品添加劑，生產(chǎn)操作安全性很高。
2、本發(fā)明所制得成品HPLC純度超過99％，能滿足藥用需求。
3、本發(fā)明所述方法合成工藝簡單、反應(yīng)條件溫和，且熒光素產(chǎn)物的產(chǎn)率較高，反應(yīng)操作簡便，適用范圍更廣，能充分滿足產(chǎn)品工業(yè)化生產(chǎn)的需求。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明了，下面結(jié)合具體實(shí)施方式，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本發(fā)明的范圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結(jié)構(gòu)及技術(shù)的描述，以避免不必要地混淆本發(fā)明的概念。
本發(fā)明提供了一種制備熒光素的工藝方法，該工藝方法以檸檬酸作為催化劑，將鄰苯二甲酸酐與間苯二酚在溶劑作用下進(jìn)行反應(yīng)，從而制得熒光素，其具體制備工藝方法的化學(xué)式如下：
需要說明的是，上述制備熒光素的工藝方法是在0-200℃溫度范圍下進(jìn)行的。
本發(fā)明的進(jìn)一步示例中，制備熒光素的工藝方法中所使用的溶劑為乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、四氫呋喃、2-甲基四氫呋喃、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、2-丁酮和N-甲基吡咯烷酮中的一種或多種。
本發(fā)明的進(jìn)一步示例中，檸檬酸的用量為鄰苯二甲酸酐的0.01-1當(dāng)量。需要說明的是，本發(fā)明所采用的催化劑檸檬酸是廣泛使用的食品添加劑，生產(chǎn)操作安全性很高。檸檬酸主要用作酸味劑、增溶劑、緩沖劑、抗氧化劑、除腥脫臭劑、風(fēng)味增進(jìn)劑、膠凝劑、調(diào)色劑等。此外，檸檬酸還有抑制細(xì)菌、護(hù)色、改進(jìn)風(fēng)味、促進(jìn)蔗糖轉(zhuǎn)化等作用。檸檬酸還具有螯合作用，能夠清除某些有害金屬。
本發(fā)明的進(jìn)一步示例中，間苯二酚的用量為鄰苯二甲酸酐的1.5-2.5當(dāng)量。本發(fā)明所制得成品HPLC純度超過99％，能滿足藥用需求。同時(shí)，本發(fā)明的合成工藝簡單、反應(yīng)條件溫和，并且熒光素產(chǎn)物的產(chǎn)率較高，反應(yīng)操作簡便，適用范圍廣，能充分滿足產(chǎn)品工業(yè)化生產(chǎn)的需求。
本發(fā)明公開了一類重要的熒光示蹤化合物——熒光素的制備新方法，該化合物廣泛應(yīng)用于分析檢測、染料、生命科學(xué)等領(lǐng)域。
以下結(jié)合具體示例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，當(dāng)然具體示例是用于說明本發(fā)明而不是用于限制本發(fā)明的范圍。
示例1
室溫?cái)嚢柘拢蚣友b有分水裝置的50L反應(yīng)釜中依次加入30L甲苯、3Kg鄰苯二甲酸酐、4.4Kg間苯二酚和200g檸檬酸。
加熱至回流攪拌反應(yīng)，邊加熱邊分水。保溫反應(yīng)3小時(shí)后，使用TLC點(diǎn)板確認(rèn)原料反應(yīng)完全且全部轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，再將分水裝置改為蒸餾裝置。常壓蒸餾甲苯，蒸出約15L甲苯后停止蒸餾。
反應(yīng)釜自然降溫析晶過夜，過濾，收集濾餅。濾餅用1L純水打漿30分鐘，再一次過濾，收集濾餅。將濾餅在100℃溫度下真空干燥4小時(shí)，得到6.3kg橙黃色固體，HPLC純度為99.5％，收率為94.8％。
核磁數(shù)據(jù)：1H NMR(400MHz，DMSO-d6)：δ10.12(bs，2H)，8.01(d，1H)，7.80(t，1H)，7.72(t，1H)，7.29(d，1H)，6.72(d，2H)，6.58(d，4H)。
示例2
室溫?cái)嚢柘拢?0L反應(yīng)釜中依次加入25L 2-甲基四氫呋喃、3Kg鄰苯二甲酸酐、4.7Kg間苯二酚和300g檸檬酸。
加熱回流攪拌反應(yīng)3小時(shí)后，使用薄層層析(TLC)點(diǎn)板確認(rèn)原料反應(yīng)完全且全部轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，再加裝蒸餾裝置。常壓蒸餾2-甲基四氫呋喃，蒸出約14L 2-甲基四氫呋喃后停止蒸餾。
反應(yīng)釜自然降溫析晶過夜，過濾，收集濾餅。濾餅用1L純水打漿30分鐘，再一次過濾，收集濾餅。將濾餅在90℃溫度下真空干燥5小時(shí)，得到5.7kg橙黃色固體，HPLC純度為99.1％，收率為85.8％。
核磁數(shù)據(jù)：1H NMR(400MHz，DMSO-d6)：δ10.12(bs，2H)，8.01(d，1H)，7.80(t，1H)，7.72(t，1H)，7.29(d，1H)，6.72(d，2H)，6.58(d，4H)。
需要說明的是，上述核磁數(shù)據(jù)用于驗(yàn)證產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的正確性。
應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的上述具體實(shí)施方式僅僅用于示例性說明或解釋本發(fā)明的原理，而不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。因此，在不偏離本發(fā)明的精神及范圍的情況下所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。此外，本發(fā)明所附權(quán)利要求旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求范圍及邊界、或者這種范圍及邊界的等同形式內(nèi)的全部變化及修改例。