本发明专利技术公开了吡嗪罗丹明6G荧光探针化合物及其制备方法与应用。它是在有机溶剂中，将罗丹明6G酰肼和乙酰基吡嗪混合，待充分溶解，加入乙酸作催化剂，再将混合体系加热回流至反应完全，经后处理后得到粗产品，真空干燥过夜，所得粗产品，经柱色谱分离，洗脱剂v:v为乙酸乙酯:石油醚=6:1，得到目标化合物；其中罗丹明6G酰肼：乙酰基吡嗪：催化剂的摩尔比为1‑1.2：1：0.1‑0.05。本发明专利技术进一步公开了化合物 I对金属钴离子具有高选择性的裸眼显色识别以及荧光识别探针方面的用途。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是在天津科委基金（基金号：14JCYBJC23900）、天津师范大学基金（基金号：53H14040）的资助下进行的。
本专利技术涉及环境科学、化学传感技术及生物分析应用领域，涉及吡嗪罗丹明6G荧光探针化合物作为受体对金属钴离子所特有的、高选择性的裸眼显色识别和荧光识别的用途。
技术介绍
多种金属元素在生物、医学、环境科学等领域中发挥重要的作用。一些过渡金属离子在低浓度下是生命过程不可或缺的（参与生物运输、生物催化反应酶的辅酶等），但是，当浓度过高时就会对生物细胞或组织造成毒害作用。因此，高选择性测定、识别某种金属离子，对水质和土壤质量监控、对保障生命安全具有极其重要的意义。目前采用的检测金属离子方法有多种，如比色法、指示剂法、电极法及光学传感器等。但是比色法测定时灵敏度较低，不能对活体细胞中的金属离子进行测定。指示剂方法灵敏度和选择性低。电极法测定时会产生电干扰或者损坏细胞，因此不适用于细胞显微研究。相比之下，基于荧光探针的光化学方法没有这些缺陷。荧光探针分析方法具有选择性好、灵敏度高、试样量小、简便快捷等特点。
技术实现思路
本专利所专利技术的化合物I是一种基于吡嗪罗丹明6G的Co2+荧光分子探针，具有罗丹明6G内酰胺螺环“闭合-无色”、“开环-有色受激发产生荧光”的特点，具有席夫碱亚胺C＝N双键结构，可以通过配位作用对钴离子进行高选择性荧光识别。实验表明，化合物I具有对氢离子高选择性的裸眼显色识别和荧光识别探针的用途，并且不受金属离子干扰。本专利技术人设计的如上所述具有I结构特征的化合物是未见报道的新化合物。本专利技术的第一个目的是提供了具有结构式I的化合物。本专利技术的第二个目的是提供了包含化合物I用于对钴离子高选择性的裸眼显色识别和荧光识别探针的用途。为实现上述目的本专利技术公开了如下的
技术实现思路
：具有结构式I的化合物N’-(2-吡嗪基)-亚乙基罗丹明6G酰肼：本专利技术进一步公开了化合物N’-(2-吡嗪基)-亚乙基罗丹明6G酰肼的制备方法，化合物I的制备按如下步骤进行：化合物的合成：将罗丹明6G酰肼和乙酰基吡嗪放入圆底烧瓶中，加入甲醇，待充分溶解再加入几滴冰乙酸作催化剂，将混合体系加热回流至反应完全，将反应体系冷却至室温，将烧瓶中的混合体系转移到盛有冰水混合物的烧杯中，以有机碱调节溶液pH值至略显碱性时有固体析出，真空抽滤，用蒸馏水洗涤沉淀，得到粗产品，真空干燥过夜。所得粗产品经柱色谱分离(乙酸乙酯:石油醚=6:1，v:v)，得到目标化合物。本专利技术进一步公开了化合物I作为对钴离子高选择性裸眼显色识别以及荧光识别探针方面的应用。本专利技术所设计的化合物的分子结构特征在于在I的结构中，罗丹明6G的内酰胺螺环为闭合状态，溶液为无色，当钴离子与化合物作用时，螺环打开变为醌式结构，此时溶液由无色变为橙红色并伴有荧光发射。因此，化合物可以对钴离子进行荧光识别。实验表明，化合物I具有对钴离子高选择性的裸眼显色识别和荧光识别探针的用途。本专利技术所公开的化合物I与现有技术相比所具有的积极效果为：（1）制备过程安全，合成简单；对钴离子具有高灵敏度，高选择性及快速反应性等优点。（2）该荧光探针在检测钴离子时不受Mg2+、Ca2+、Mn2+、Fe3+、Ni2+、Cu2+、Zn2+、Sr2+、Cd2+、Ba2+、Hg2+、Pb2+、Bi3+等离子的干扰；（3）该荧光探针适应的pH范围宽泛，适用于对生物细胞中的钴离子进行测定与识别。附图说明：图1为化合物I的结构式；图2为化合物I(10μM)的THF/tris-HCl(4:6,v/v,pH=7.5)空白溶液及5倍当量14种金属离子溶液的紫外吸收光谱；图3为化合物I(10μM)的THF/tris-HCl(4:6,v/v,pH=7.5)空白溶液及5倍当量14种金属离子溶液的荧光发射光谱；图4为白光下化合物I空白(图中右侧)及对钴离子识别的成像对比；图5为荧光下化合物I空白(图中右侧)及对钴离子识别的成像对比；图6为化合物的质谱图；图7为化合物I对钴离子离子识别时13种金属离子的干扰排除紫外吸收光谱；图8为化合物I对钴离子离子识别时13种金属离子的干扰排除荧光发射光谱；图9为化合物I对钴离子滴定紫外光谱；图10为化合物I对钴离子滴定荧光光谱；图11为化合物I对钴离子识别pH荧光滴定曲线；图12为化合物I对活细胞中的钴离子检测及其荧光成像；图片中的标尺均为20μm。具体实施方式：为了更充分的解释本专利技术的实施，提供下述制备方法实施实例。这些实施实例仅仅是解释、而不是限制本专利技术的范围。为了简单和清楚，以下论述中对公知的技术方法的描述、溶液的配制过程不再赘述。其中原料罗丹明6G酰肼乙酰基吡嗪均有市售。实施例1.化合物的合成：将1.0g罗丹明6G酰肼与0.28g2-乙酰基吡嗪加入100mL烧瓶中，加10mL甲醇常温搅拌10分钟，待充分溶解，然后再加入0.1mL冰乙酸作催化剂，将混合体系加热回流3小时至反应完全，将反应体系冷却至室温，将烧瓶中的混合体系转移到盛有冰水混合物的烧杯中，用三乙胺调节溶液至略显碱性，pH值为7-7.5，烧杯中立即有固体析出，真空抽滤，用蒸馏水洗涤沉淀2-3次，得到粗产品，真空干燥过夜。所得粗产品经柱色谱分离(乙酸乙酯:石油醚=6:1，v:v)，得到目标化合物0.8g，产率66%，mp>300℃。1HNMR(400MHz,DMSO-d6)δ(ppm):8.67(s,1H),8.64(s,2H),7.90(d,J=6.8Hz,1H),7.60(p,J=7.1Hz,2H),7.13(d,J=7.0Hz,1H),6.27(s,4H),5.04(t,J=5.1Hz,2H),3.17–3.06(m,4H),2.25(s,3H),1.88(s,6H),1.19(t,J=7.1Hz,6H)。13CNMR(100MHz,DMSO-d6)δ(ppm):166.95,151.78,149.96,148.04,145.90,144.16,142.73,133.67,130.23,129.19,127.79,124.42,123.48,118.48,105.86,96.04,67.19,39.99,37.94,17.51,14.62。MS(ESI-MS)：m/z,533.4[M+H]+以上反应过程的合成路线如下：实施例2.化合物的合成：将2.5g罗丹明6G酰肼和0.8g乙酰吡嗪，加入100mL烧瓶中，并加入15mL甲醇将固体溶解，再滴加0.2mL冰乙酸做催化剂，将混合体系加热回流至完全反应，将反应体系冷却至室温后混合体系转移到盛有冰水混合物的烧杯中，用三乙胺调节溶液至略显碱性pH值为7-7.5，烧杯中立即有固体析出，真空抽滤，用蒸馏水洗涤沉淀2-3次，得到粗产品，真空干燥过夜。所得粗产品经柱色谱分离(乙酸乙酯:石油醚=6:1，v:v)，得到目标化合物1.9g，产率61%，mp>300℃。实施例3化合物的合成：将5.0g罗丹明6G酰肼和2.0g乙酰吡嗪，加入100mL烧瓶中，并加入20mL甲醇将固体溶解，再滴加0.5mL冰乙酸做催化剂，将混合体系加热回流至完全反应，将反应体系冷却至室温后混合体系转移到盛有冰水混合物的烧杯中，用三乙胺调节溶液至略显碱性pH值为7-7.5，烧杯中立即有固体析本文档来自技高网...
【技术保护点】
具有结构式的化合物N ’‑(2‑吡嗪基)‑亚乙基罗丹明6G酰肼。
【技术特征摘要】
1.具有结构式的化合物N’-(2-吡嗪基)-亚乙基罗丹明6G酰肼。2.权利要求1所述化合物N’-(2-吡嗪基)-亚乙基罗丹明6G酰肼的制备方法，其特征在于按如下的步骤进行：在有机溶剂中，将罗丹明6G酰肼和乙酰基吡嗪混合，待充分溶解，加入乙酸作催化剂，将混合体系加热回流至反应完全，待反应体系冷却至室温，将混合体系转移到盛有冰水混合物的烧杯中，以有机碱调节溶液pH值为7-7.5，真空抽滤，用蒸馏水洗涤沉淀，得到粗产品，真空干燥过夜，所得粗产品经...
【专利技术属性】
技术研发人员：史学芳，刘凯，郭萍，刘丽娟，胡灵敏，柴璐，
申请(专利权)人：天津师范大学，
类型：发明
国别省市：天津;12
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