一種可用于氧氣傳感的陰離子型銥配合物及其制備和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于過渡金屬配合物和發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一類具有氧氣響應(yīng)的 陰離子型銀配合物的制備及其在細(xì)胞標(biāo)記、成像和氧氣傳感領(lǐng)域中的應(yīng)用。 技術(shù)背景
[0002] 近年來，由于過渡金屬配合物（如銀、銷、餓、釘?shù)龋┲械闹亟饘僭泳哂衐6,d8 和cT的電子結(jié)構(gòu)，能夠增大旋軌禪合，使原有的=重態(tài)增加了某些單重態(tài)的性質(zhì)，增大了 系間竄越能力，使自旋禁阻的S重激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷Tl一S。變?yōu)椴糠衷试S，使憐光可W順 利發(fā)射，提高了發(fā)光效率，內(nèi)量子效率可W達(dá)到100%，使得運(yùn)些配合物越來越多地被用于 0LED、電化學(xué)發(fā)光、光電池、化學(xué)傳感和生物探針等領(lǐng)域。在運(yùn)些重金屬配合物中，由于銀配 合物的激發(fā)態(tài)壽命更短，在室溫下有很高的發(fā)光效率，并且發(fā)光顏色容易調(diào)控，特別是長(zhǎng)壽 命=重激發(fā)態(tài)發(fā)光銀配合物能夠有效的將能量轉(zhuǎn)移到=線態(tài)氧，導(dǎo)致發(fā)光澤滅和單線態(tài)氧 的產(chǎn)生，從而發(fā)光銀配合物的運(yùn)個(gè)特性能夠被用來制作成對(duì)氧氣敏感的探針，可W用在醫(yī) 學(xué)，化學(xué)W及環(huán)境監(jiān)測(cè)方面。因此，發(fā)光銀配合物受到了更廣泛更深入的研究。
[0003] 銀配合物作為氧傳感器主要分為小分子銀配合物、銀配合物與聚合物滲雜、配合 物通過共價(jià)鍵接在聚合物鏈上的聚合物基傳感器=類。其中銀配合物與聚合物滲雜、配合 物通過共價(jià)鍵接在聚合物鏈上的聚合物基傳感器存在合成困難，穩(wěn)定性不夠好，容易產(chǎn)生 相分離，聚集巧滅發(fā)光等問題限制其應(yīng)用。小分子銀配合物又可分為陽離子型、陰離子型和 中性銀配合物，陽離子型和中性銀配合物在合成過程中反應(yīng)條件要求苛刻、產(chǎn)率低然而陰 離子銀配合物合成條件溫和并且產(chǎn)率較高。
[0004] 本發(fā)明提供了一種可用于氧氣傳感的陰離子型銀配合物，并具體說明了該配合物 的制備方法及應(yīng)用。該陰離子型銀配合物合成簡(jiǎn)單，對(duì)氧氣靈敏度比較高，選擇性較好而且 其發(fā)光顏色可W通過改變配體的結(jié)構(gòu)來調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了可見光激發(fā)W及發(fā)光顏色從藍(lán)到紅的 轉(zhuǎn)變。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽〇化]鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一類對(duì)氧氣具有高靈 敏度、高選擇性的陰離子型銀配合物，及其制備的方法，并提出運(yùn)類配合物在氧氣傳感，生 物成像中的應(yīng)用。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下所述。
[0006] 本發(fā)明提供一種可用于氧氣傳感的陰離子型銀配合物，所述過渡金屬銀配合物的 主配體為（C~N)二齒配體，可用通式[IH(TN)2(CN)2]nBuN+表示，其分子結(jié)構(gòu)如下述分子 式通式所示，其中，抗衡離子為四下基錠根離子nBuN+，C~N配體選自2-苯基化晚（ppy)， 2, 4-二氣苯基化晚（壯卵y)，2-嚷吩-哇嘟（thq)，2-苯基-哇嘟化qu)，1-苯基異哇嘟 (piq)。
[0007]
[0010] 因而，所述陰離子型銀配合物的具體結(jié)構(gòu)式如下述分子式式1-5所示：
[0012] 本發(fā)明還提供了上述陰離子型銀配合物的制備方法。所述陰離子型銀配合物的 CTN配體可選自2-苯基-化晚（ppy)、2, 4-二氣苯基化晚（壯卵y)、2-嚷吩-哇嘟（thq)、 2-苯基-哇嘟化qu)、l-苯基異哇嘟（piq)中的一種。制備所述陰離子型銀配合物的具體 步驟如下： 陽〇1引 （A)二聚體銀配合物（C~N) 2lr(y-Cl) 2lr(C~N) 2的合成：S水合S氯化銀 (IrCls? 3&0)與C~N配體小分子反應(yīng)，反應(yīng)投料摩爾比為ndrCls? 3&0) :n(ppy/壯ppy/ *119/6911/91山=1:2~1:3。反應(yīng)溶劑為乙二醇乙酸和水的混合溶劑，其體積比為￥(2-乙 氧基乙醇）：V(H20) =3:1~5:1。反應(yīng)溫度為110~120°C，在氮?dú)夥諊拢亓鲾埌璺磻?yīng) 24~30小時(shí)，至有沉淀生成。停止反應(yīng)，在室溫下過濾沉淀，用水和乙醇沖洗產(chǎn)物即可。
[0014] 度）陰離子型銀配合物的制備：將步驟（A)制得的二聚體銀配合物與四下基氯化 錠（11-811^0腳）反應(yīng)，反應(yīng)投料摩爾比為11(11-811^0腳）：11(((：~腳2打（^-(：1)2^((：~腳2)= 6:1~12:1，用二氯甲燒溶解，反應(yīng)溫度30~50°C，反應(yīng)時(shí)間為6-15h，使用二氯甲燒和蒸 饋水進(jìn)行萃取，再進(jìn)行柱層析，真空干燥，得到銀配合物，所述銀配合物的結(jié)構(gòu)式分別如上 述分子式式1，2, 3,4, 5所示。
[0015] 上述陰離子型銀配合物的制備方法的化學(xué)反應(yīng)式如下所示：
[0018] 所述銀配合物在應(yīng)用于氧氣傳感領(lǐng)域時(shí)，將上述陰離子型銀配合物放置于待檢測(cè) 環(huán)境中，并使用巧光光度計(jì)上測(cè)量其發(fā)光強(qiáng)度。
[0019] 所述銀配合物在應(yīng)用于生物傳感中時(shí)，所述銀配合物既能夠在細(xì)胞中進(jìn)行氧氣檢 測(cè)，還可W在活體中進(jìn)行氧氣檢測(cè)。并且，所述銀配合物在細(xì)胞中可W使用時(shí)間分辨技術(shù)和 成像技術(shù)檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)的銀配合物的發(fā)光強(qiáng)度，可使用時(shí)間分辨技術(shù)與背景巧光信號(hào)相區(qū)分 提高檢測(cè)的信噪比與靈敏度，應(yīng)用于生物成像能夠減小背景巧光。
[0020] 同時(shí)，可通過核磁共振（NMR)、色質(zhì)聯(lián)機(jī)（GCMS)、基質(zhì)輔助激光解析時(shí)間飛行質(zhì)譜 (MALDI-T0F-M巧等表征銀配合物材料及中間體的結(jié)構(gòu)，通過紫外吸收光譜、巧光發(fā)射光譜 測(cè)試研究運(yùn)一類陰離子型銀配合物的光物理性質(zhì)。
[0021] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案具有如下有益效果：1、所述陰離子型銀配合物合成簡(jiǎn)單， 對(duì)氧氣響應(yīng)靈敏度比較高、選擇性較好；2、所述陰離子型銀配合物的發(fā)光顏色可W通過改 變配體的結(jié)構(gòu)來調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了可見光激發(fā)W及發(fā)光顏色從藍(lán)到紅的轉(zhuǎn)變；3、所述陰離子型 銀配合物具有豐富的光物理性質(zhì)，可使用時(shí)間分辨技術(shù)與背景巧光信號(hào)相區(qū)分提高檢測(cè)的 信噪比與靈敏度，應(yīng)用于生物成像能夠減小背景巧光。
【附圖說明】
[0022] 圖1本發(fā)明的一類陰離子型銀配合物在乙臘溶液中的吸收光譜；
[0023] 圖2本發(fā)明的一類陰離子型銀配合物在乙臘溶液中發(fā)射光譜；
[0024] 圖3本發(fā)明的化(ppy)2KN)2]nBuN+在乙臘溶液中氧氣滴定光譜；
[0025] 圖4本發(fā)明的[Ir(壯卵y)2(CN)2]nBuN+在乙臘溶液中氧氣滴定光譜；
[0026] 圖5本發(fā)明的[Ir(thq)2(CN)2]nBuN+在乙臘溶液中氧氣滴定光譜；
[0027] 圖6本發(fā)明的[Ir(thq)2(CN)2]nBuN+在活細(xì)胞內(nèi)空氣條件下成像；
[0028] 圖7本發(fā)明的[Ir(thq)2(CN)2]nBuN+在活細(xì)胞內(nèi)5%氧氣條件下成像。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面通過具體實(shí)施對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但運(yùn)些具體實(shí)施方案不W任何形式 限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0030] 本實(shí)施方案所用的原料均為已知的化合物，可在市場(chǎng)上購(gòu)得，或通過本領(lǐng)域已知 的方法合成。 陽〇3U 實(shí)施例1、陰離子銀配合物[Ir(壯卵y)2KN)2]址加的制備。
[0032](1)確定并制備C~N配體，確定C~N配體為2, 4-二氣苯基化晚（壯卵y)，可根據(jù)現(xiàn) 有技術(shù)中已有的制備方法制得。
[0033] 制備單體2, 4-二氣-2苯基化晚的反應(yīng)式如下所示。
[0034]
陽03引具體過程為：稱取2-漠化晚（1. 〇g，6. 37mm〇U、2,4-二氣苯棚酸（1. 〇3邑， 6. 5mmol)和四（S苯基憐）鈕（0. 370g，0. 32mmol)加入50血兩口瓶中，抽真空鼓氮 氣循環(huán)S次，依次注入甲苯巧血）、飽和K2CO3(aq) (3血）、乙醇（3血），80 °C回流15小 時(shí)。冷卻至室溫，使用二氯甲燒和蒸饋水萃取，合并有機(jī)相，減壓旋干，得到1.12g產(chǎn) 物，產(chǎn)率 90 %。電NMR(400MHz，DMSO) 58.68(ddd,J= 4.8, 1. 7, 0. 9Hz, 1H)，7. 96 (td,J =9. 0,6.8Hz,IH) , 7.86(td,J= 7.8,I.8Hz,IH) , 7. 75 - 7. 70(m, IH) , 7. 40 - 7. 29(m, 2H), 7. 22 - 7. 14(m,IH)。
[0036] 似陰離子銀配合物[Ir(壯卵7)2腳02]nBuN+的制備：
[0037] (A)二聚體銀配合物（C~N)2lrU-CDzIr(C~N)2的合成，即2. 4-二氣-2苯基化晚 二氯橋的合成，其反應(yīng)式如下所示：
[0038]
[0039]稱取I;rCl3'3H2〇(419.Omg,1. 20mmol)和 2. 4-二氣-2 苯基[I比晚（壯卵y)巧OOmg, 2. 62mmol)加入50血兩口瓶中，抽真空鼓氮?dú)庋h(huán)S次。用注射器注入乙二醇乙酸巧血） 和蒸饋水（3mL)，反應(yīng)溫度為110°C，在氮?dú)夥諊?，回流攬拌反?yīng)24小時(shí)，至有沉淀生成。 停止反應(yīng)后，冷卻至室溫，在室溫下過濾沉淀，抽濾得到黃綠色固體，先用20mL蒸饋水沖洗 產(chǎn)物，再用20mL乙醇沖洗產(chǎn)物，并進(jìn)行真空干燥。得到黃綠色產(chǎn)物，產(chǎn)率80%。 W40] 做陰離子型銀配合物的制備，即[Ir(壯卵y)2KN)2]址加的制備，具體化學(xué)反應(yīng) 式如下。
陽0創(chuàng)稱取2. 4-二氣-2苯基化晚二氯橋[Ir(壯卵y)2仍)2] (2〇〇mg，0. 16mm〇U和 四下基氯化錠巧15mg，1. 92mmol)加入50血兩口瓶中，抽真空鼓氮?dú)庋h(huán)S次。注 入30mL二氯甲燒，反應(yīng)溫度為40°C，回流攬拌反應(yīng)時(shí)間為15小時(shí)。冷卻至室溫，使 用二氯甲燒和蒸饋水進(jìn)行萃取，減壓旋干，進(jìn)行柱層析，并真空干燥，得到黃綠色固體 145mg，產(chǎn)率51%。電NMR(400MHz,DMSO) 5 9.53 (dd,J=5. 8,1.OHz, 2H), 8.20扣J =13. 3Hz, 2H)，8.06 - 7. 96 (m, 2H)，7. 43 (ddd,J=7. 4, 5. 9, 1. 4Hz, 2H)，6.59 (ddd,J =12. 8, 9. 4, 2. 4Hz, 2H) , 5. 52 (dd,J= 8 . 2 , 2 . 4Hz, 2H) , 3.II(dd,J= 21. 5, 13.OHz, 8H)，I. 53 (dt,J= 15. 7, 8.