一类基于DCDHF发色团的溶致变色荧光探针、其制备及应用，该方法原料便宜易得，目标产物合成步骤简单、收率高；探针激发和发射光谱在可见区及近红外区，化学稳定性好。探针在不同极性的溶剂中颜色和荧光呈现差异，可以用于比色法、荧光法检测和区分极性相近的高极性溶剂，如DMF、DMSO和H2O，显著提高了溶剂识别的特异性及灵敏度。对探针在不同pH值水溶液中的光谱性质进行研究，发现此类化合物不仅表现出酸碱变色行为，而且具有质子调控荧光分子开关功能及化学荧光传感器特性，有望在酸碱指示剂、分子开关和化学荧光传感器等方面获得应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于分析化学领域，具体涉及一类基于DCDHF发色团的溶致变色荧光探 针、其制备及应用。
技术介绍
众所周知，化合物的紫外/可见/近红外吸收光谱可能受到周围介质的影响、 并且溶剂可能会引起吸收带的位置、强度、形状的变化。Hantz-schlater将这一现象称 为"溶致变色"效应（Chem. Rev. 1994, 94, 2319-2358)。随着溶剂极性的增加，紫外/可 见/近红外吸收光谱出现蓝移，这种现象通常称为"负溶致变色"。而随着溶剂极性的 增加，紫外/可见/近红外吸收光谱出现红移，这种现象称为"正溶致变色"。溶致变 色是基于溶剂分子和发色团之间的相互作用，这些溶致变色染料在光谱中呈现溶剂依 赖并且对周围的环境具有敏感的响应（Langmuir, 2009,25,9405-9412)。许多环境敏感 的发色团都具有溶致变色性质，并且广泛的应用于生物学领域，如检测蛋白-肽结合的 应用、检测蛋白质的变构效应、显示转录后修饰的蛋白质的各种形式等（Bioconjugate Chem. 2009, 20, 2133-2141.)。溶致变色比较法是基于溶剂的极性对指示剂染料的电子激发 态能量的影响而实现的一种方法，主要应用于检测溶剂的极性，混合溶剂以及固体酸催化 剂（Nigam, S. ; Rutan, S. Appl. Spectrosc. 2001，55, 362A)，表征极性表面如氧化错和氧化娃 (J. Phys. Chem. 1991，95, 4087-4092)等。溶致变色探针在材料领域也应用广泛，如监测聚 合反应过程、分析某些烯烃聚合物的溶剂化作用、表征固体聚合物薄膜、检测固体酸的表面 喊性等（Macromoleculesl990, 23, 4557-4564) (Macromoleculesl995, 28, 8153-8158)。溶 致变色探针在应用方面具有很大的优势：所需探针分子浓度低、易操作、良好的重现性、定 量检测溶剂性质。唯一的要求就是所用的探针能够充分反映研究环境的相关属性（J. Phys. Chem. B2005, 109, 7280-7289)。 近十年来，世界各地的科学家都在利用光学光谱仪和显微镜来研究溶液、聚合物、 晶体、生物环境下的单分子报告分子。DCDHF是三腈基二氢呋喃型发色团的缩写，是一种 D-π-A型分子，具有P-π共轭体系。DCDHF发色团广泛应用于非线性光学材料，这是由于 它们的电子云是非中心对称的且许多电光学器件，如电光学调节器，光学开关，太赫兹发电 机，数字信号处理器等均使用这一类材料。DCDHF发色团不仅可用作光折射材料而且在单分 子水平成像上具有其他的有利性能，如粘度依赖的荧光，强溶致变色，显著的基态偶极矩和 适度的超极化率。其在单分子成像方面具有良好的光稳定性，大的吸光度和荧光量子产率， 优异的热稳定性和化学稳定性（J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 1174-1175)。 1951年，Brooker等人提出溶致变色染料可作为检测溶剂极性的探针（Chem. Soc. Rev.，2012, 41，3485-3492)。现有的溶致变色探针的发色团有异恶唑类、香豆素类、DCDHF、 N-酚甜菜碱染料等。在检测溶液极性方面，一些特殊的溶致变色探针被用于非水溶剂极性 检测经验表的构建（Anal. Chem.，1976, 48, 884-886)。溶致变色探针通过建立模型和方程、 分析溶致变色行为对二元含水混合物的溶质-溶剂和溶剂-溶剂间的相互作用进行研究 (J. Chem. Soc.，Perkin Trans. 2, 1997, 1341-1348)。利用溶致变色性质对混合溶剂的宏观 性质进行研究，发现混合溶剂中水分子结构作用增强，同时也可用来区分结构相近的布朗 斯特和路易斯酸等（Phys. Chem. Chem. Phys.，2013, 15, 18023-18029)。现有的溶致变色探针 在对溶剂极性研究方面主要研究混合溶液的相互作用、利用溶致变色效应扩展和完善极性 溶剂表、区别极性差别较大的溶剂。而对于极性相近的高极性溶剂的区分一直是一个挑战。 本专利技术提供一类探针，可以检测和区分极性相近的高极性溶剂，如DMF、DMSC^P H20。通过 对溶致变色探针光谱性质的研究来验证其作用，实现对极性相近的高极性溶剂的区分和鉴 别。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一类基于DCDHF发色团的溶致变色荧光探针、其制备及应 用，该方法原料便宜易得，目标产物合成步骤简单、收率高。 本专利技术提供了一类基于DCDHF发色团的溶致变色荧光探针，该荧光探针的结构如 下：【主权项】1. 一类基于DCDHF发色团的溶致变色荧光探针，其特征在于：该荧光探针的结构如 下：其中，R 为 C1 ~C12 直链或支链烷烃，-C2H4OH，-C2H4OC 2H4OH，-C2H3 (OC2H5)2, C2H4N+ (CH3) 3。2. -种权利要求1所述荧光探针的制备方法，其特征在于：该方法具体步骤如下： (1) 2- (3-氰基-4, 5, 5-三甲基呋喃-2 (5H)-亚基）丙二腈的合成： 3-羟基-3-甲基-2 丁酮、丙二腈和乙醇镁，以无水乙醇作为溶剂，在60°C条件下回流 反应8h ;减压蒸馏除去溶剂后得到粗产品，用硅胶柱色谱提纯，得到2-( 3-氰基-4, 5, 5-三 甲基呋喃-2 (5H)-亚基）丙二腈； (2) 以DCDHF为发色团溶致变色荧光探针的合成： 2_ (3-氰基-4, 5, 5-三甲基呋喃-2 (5H)-亚基）丙二腈和对烷氧基苯甲醛；在氩气 保护下，以无水乙醇作溶剂，哌啶和醋酸作为催化剂，分子筛除水，室温下反应12h ;抽滤除 去分子筛，减压蒸馏除去溶剂得到粗产品后，用硅胶柱色谱提纯，得到以DCDHF为发色团的 溶致变色荧光探针。3. 按照权利要求2所述荧光探针的制备方法，其特征在于：所述步骤（1)中3-羟 基-3-甲基-2 丁酮、丙二腈、乙醇镁的摩尔比为1:3:1. 3。4. 按照权利要求2所述荧光探针的制备方法，其特征在于：所述步骤（1)中硅胶柱色谱 条件为：二氯甲烷和乙酸乙酯的体积比为5 :1。5. 按照权利要求2所述荧光探针的制备方法，其特征在于：所述步骤（2)中2- (3-氰 基-4, 5, 5-三甲基呋喃-2 (5H)-亚基）丙二腈与对烷氧基苯甲醛的摩尔比为1:1. 5。6. 按照权利要求2所述荧光探针的制备方法，其特征在于：所述步骤（2)中硅胶柱色谱 条件为：二氯甲烷和乙酸乙酯的体积比为3 :1。7. -种权利要求1所述荧光探针用于检测不同极性的溶剂及可作为pH检测的荧光探 针。【专利摘要】一类基于DCDHF发色团的溶致变色荧光探针、其制备及应用，该方法原料便宜易得，目标产物合成步骤简单、收率高；探针激发和发射光谱在可见区及近红外区，化学稳定性好。探针在不同极性的溶剂中颜色和荧光呈现差异，可以用于比色法、荧光法检测和区分极性相近的高极性溶剂，如DMF、DMSO和H2O，显著提高了溶剂识别的特异性及灵敏度。对探针在不同pH值水溶液中的光谱性质进行研究，发现此类化合物不仅表现出酸碱变色行为，而且具有质子本文档来自技高网...
【技术保护点】
一类基于DCDHF发色团的溶致变色荧光探针，其特征在于：该荧光探针的结构如下：其中，R为C1～C12直链或支链烷烃,‑C2H4OH,‑C2H4OC2H4OH,‑C2H3(OC2H5)2,C2H4N+(CH3)3。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：徐兆超，刘慧盈，赵秒，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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