一种邻香兰素衍生物及其制备方法和应用技术

一种邻香兰素衍生物以及制备方法和应用，涉及有机合成领域，该邻香兰素衍生物由邻香兰素类化合物和2‑甲基苯并噻唑盐类化合物在碱催化下反应得到。该邻香兰素衍生物结构新颖，简单易得，其具有拉电子的共轭体系C＝C双键，可以与部分特定阴离子通过加成反应进行识别。该邻香兰素衍生物的制备方法步骤简单，操作方便，可高效地得到上述邻香兰素，适合实验室微量测试，以及工业化的放大生产。同时，该香兰素衍生物具有对不同的阴离子选择性识别的能力，可用于制备用以检测特定阴离子的荧光探针。

Ortho vanillin derivative, preparation method and application thereof

A kind of vanillin derivative and preparation method and application thereof, relates to the field of organic synthesis, the vanillin derivatives from vanillin compounds and 2 methyl benzothiazole compounds in alkali catalytic reaction. The vanillin derivative has a novel structure and is simple and easy to obtain. It has an electron conjugated conjugated system, C = C double bond, which can be identified by partial addition of an anionic reaction. The preparation process of the vanillin derivative is simple, the operation is convenient, and the above vanillin can be efficiently obtained, which is suitable for micro test in the laboratory and industrialized amplification production. Meanwhile, the vanillin derivatives have the ability to selectively identify different anions and can be used to prepare fluorescent probes for detecting specific anions.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有机合成领域，具体而言，涉及一种邻香兰素衍生物及其制备方法和应用。
技术介绍
氰化物是一种剧毒阴离子，可直接导致生物体死亡。此外，氰化物盐还用于塑料生产，工业原料开采金矿和其他领域。因此，在环境样品和生物样品中检测氰化物具有重要意义。现有技术中，用于氰离子检测的荧光化学传感器具有高选择性和高灵敏度的特点，受到了人们的广泛关注，近年来发展迅速。但大多数传感器的最大发射在蓝色或绿色光谱区(波长λ<600nm)，很少出现在近红外(NIR)区。而事实上，在650～900nm近红外区域进行检测具有特殊的优势，包括最小吸收干扰，生物样品荧光，低散射和深入的组织渗透等。因此，开发新的用于检测氰离子的荧光探针十分必要。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种邻香兰素衍生物，其结构新颖，简单易得，其可以与部分阴离子发生反应，从而对其进行荧光识别。本专利技术的第二目的在于提供一种上述邻香兰素衍生物的制备方法，其步骤简单，操作方便，对设备的要求低，可高效地得到上述邻香兰素衍生物。本专利技术的第三目的在于提供一种上述邻香兰素衍生物在荧光探针中的应用。其利用该邻香兰素衍生物与不同阴离子选择性识别的能力，来实现对特定阴离子的检测。本专利技术的实施例是这样实现的：一种邻香兰素衍生物，其结构式为式中，R1选自硝基、氰基、卤素或三氟甲基；R2选自氢、硝基、氰基、卤素或三氟甲基；R3选自C1～C4烷基。一种上述邻香兰素衍生物的制备方法，其包括：将邻香兰素类化合物、2-甲基苯并噻唑盐类化合物与碱催化剂的混合溶液于70～100℃下反应。一种上述邻香兰素衍生物在荧光探针中的应用。本专利技术实施例的有益效果是：本专利技术实施例提供了一种邻香兰素衍生物以及制备方法和应用，该邻香兰素衍生物由邻香兰素类化合物和2-甲基苯并噻唑盐类化合物在碱催化下反应得到。该邻香兰素衍生物结构新颖，简单易得，其具有拉电子的共轭体系C＝C双键，可以与部分特定阴离子通过加成反应进行识别。该邻香兰素衍生物的制备方法步骤简单，操作方便，可高效地得到上述邻香兰素，适合实验室微量测试，以及工业化的放大生产。同时，该香兰素衍生物具有对不同的阴离子选择性识别的能力，可用于制备用以检测特定阴离子的荧光探针。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例1所提供的一种邻香兰素衍生物的核磁谱图；图2为本专利技术实施例1所提供的一种邻香兰素衍生物的质谱图；图3为本专利技术实施例1所提供的一种邻香兰素衍生物的单晶结构图；图4为本专利技术实施例1所提供的一种邻香兰素衍生物对不同金属离子的荧光光谱图；图5为本专利技术实施例1所提供的一种邻香兰素衍生物对氰离子的荧光滴定光谱，图中的1表示邻香兰素衍生物；图6为本专利技术实施例1所提供的一种邻香兰素衍生物在生物细胞中荧光成像图；其中，a为实施例1所提供的邻香兰素衍生物荧光探针的荧光成像图；b为实施例1所提供的邻香兰素衍生物荧光探针的明场成像图；c为实施例1所提供的邻香兰素衍生物荧光探针的明场成像图和荧光图叠加后的图片；d为实施例1所提供的邻香兰素衍生物荧光探针添加氰离子后的荧光成像图；e为实施例1所提供的邻香兰素衍生物荧光探针添加氰离子后的明场成像图；f为实施例1所提供的邻香兰素衍生物荧光探针添加氰离子后的明场成像图和荧光图叠加后的图片。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例的一种邻香兰素衍生物以及制备方法和应用进行具体说明。本专利技术实施例提供了一种邻香兰素衍生物，其结构式为式中，R1选自硝基、氰基、卤素或三氟甲基；R2选自氢、硝基、氰基、卤素或三氟甲基；R3选自C1～C4烷基。优选地，R1选自硝基、卤素或三氟甲基；R2为氢；R3选自C1～C4烷基。值得注意的是，本专利技术实施例中，R1和/或R2的结合位点可以彼此所在苯环上剩余的未结合位点中的至少一个。也即是说R1和/或R2的数量可以为多个，多个R1基团可以是相同的，也可以是不同的；同理，多个R2基团可以是相同的，也可以是不同的。在本专利技术实施例中，R1和R2均选择具有较强拉电子能力的基团，包括硝基、氰基、卤素或三氟甲基，从而形成拉电子共轭体系C＝C双键，其双键更加容易被阴离子进攻，发生亲核加成反应，从而实现对阴离子的识别。进一步地，卤素包括氟、氯、溴和碘之中的任一种，C1～C4的烷基可以是直链烷基也可以是支链烷基，包括但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基等。本专利技术实施例还提供了一种上述邻香兰素衍生物的制备方法，其包括：将邻香兰素类化合物、2-甲基苯并噻唑盐类化合物与碱催化剂的混合溶液于70～100℃下反应。其中，邻香兰素类化合物的结构式为2-甲基苯并噻唑盐类化合物的结构式为式中，R1选自硝基、氰基、卤素或三氟甲基；R2选自氢、硝基、氰基、卤素或三氟甲基；R3选自C1～C4烷基。优选地，R1选自硝基、卤素或三氟甲基；R2为氢；R3选自C1～C4烷基。进一步地，卤素包括氟、氯、溴和碘之中的任一种，C1～C4的烷基可以是直链烷基也可以是支链烷基，包括但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基等。在本专利技术实施例中，混合溶液中的溶剂为醇溶剂。其中，醇溶剂包括甲醇、乙醇和异丙醇中的至少一种，优选为乙醇。在该反应中，由于反应底物苯并噻唑盐类化合物的极性较大，所以根据相似相容原则，应选用具有较大极性的溶剂，例如DMF，DMSO，醇等。考虑到后期分离的难度，醇溶剂为最适合的反应溶剂。在采用醇溶剂时，为了达到所需的反应温度，可以视实际需要设置回流冷凝装置，防止溶剂流失。进一步地，反应时间在8～16h，在该时间范围内，能够保证原料基本反应完全得到目标产物。在该反应中，碱催化剂用以拔去2-甲基苯并噻唑盐类化合物在2位甲基上的氢，以形成碳负离子，碳负离子作为亲核试剂进攻邻香兰素类化合物的醛基碳，脱水后形成C＝C双键。优选的，碱催化剂的物质的量为邻香兰素类化合物的1～5％，碱催化剂包括三乙胺、哌啶和DBU中的至少一种。进一步地，邻香兰素类化合物与2-甲基苯并噻唑盐类化合物的摩尔比为1：0.8～1.2。在该比例范围内，可以使两种原料均得到较为充分的反应，不仅可以保证高效地拿到目标产物，还能减少后续对产物进行纯化的难度。优选地，邻香兰素类化合物与2-甲基苯并噻唑盐类化合物的摩尔比为1：1。在该比例下进行的反应，原料剩余更少，提纯更为方便。本专利技术实施例所提供的一种邻香兰素衍生物的制备方法，还包括：反应后的混合溶液冷却至室温析出并过滤。该制备方法制备得到的邻香兰素衍生物在冷却至室温后，即会大量的析出，无需经过过柱分离等方式，只需要经过简单的过滤处理，即可高效得到上述邻香兰素衍生物。优选地，过滤的方式选择减压过滤，减压过滤的过滤效率更高，能进一步减少时间成本。本专利技术实施例还提供了一种上述邻香本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种邻香兰素衍生物，其特征在于，其结构式为式中，R1选自硝基、氰基、卤素或三氟甲基；R2选自氢、硝基、氰基、卤素或三氟甲基；R3选自C1～C4烷基。

【技术特征摘要】
1.一种邻香兰素衍生物，其特征在于，其结构式为式中，R1选自硝基、氰基、卤素或三氟甲基；R2选自氢、硝基、氰基、卤素或三氟甲基；R3选自C1～C4烷基。2.根据权利要求1所述的邻香兰素衍生物，其特征在于，R1选自硝基、卤素或三氟甲基；R2为氢；R3选自C1～C4烷基。3.一种如权利要求1或2所述的邻香兰素衍生物的制备方法，其特征在于，包括：将邻香兰素类化合物、2-甲基苯并噻唑盐类化合物与碱催化剂的混合溶液于70～100℃下反应。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述邻香兰素类化合物的结构式为所述2-甲基苯并噻唑盐类化合物的结构式为式中，R1选自硝基、氰基、卤素或三氟甲基；R2选自氢、硝基、氰基、卤素或三氟甲基；R3选...

【专利技术属性】
技术研发人员：王元，吴伟娜，蔡红新，陈亮，吴浩，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南;41