基于糖氧苷类荧光探针、合成方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种基于糖氧苷类荧光探针、合成方法及其应用。所述的荧光探针经过四步反应得到，具有反应原料廉价易得，反应步骤少，产率高等特点。本发明专利技术揭示了所述基于糖氧苷荧光探针的多种用途，包括：1. 铁离子的检测，由于该荧光探针为螺环结构无荧光，而在加入铁离子后，发射出强烈的红色荧光；2. Job’s Plot曲线，利用Job’s Plot分析该探针对铁离子的结合比。3. 离子竞争实验，探讨了其它几种常见的阳离子存在下，探针的竞争性。

Fluorescent probes based on glycosides and their synthetic methods and Applications

The invention discloses a glycoside glycoside fluorescent probe, a synthetic method and its application. The fluorescent probe is obtained by four steps reaction, which has the advantages of cheap and easy reaction raw materials, less reaction steps and high yield. The invention discloses a variety of uses based on the fluorescence probe based on glucoside, including the detection of 1. iron ions, because the fluorescent probe has no fluorescence in the structure of the screw, and after adding iron ions, a strong red fluorescence is emitted; the 2. Job 's Plot curve and Job' s Plot are used to analyze the binding ratio of the probe to the iron ion. In the 3. ion competition experiment, the competition of probes in the presence of other common cations was discussed.

【技术实现步骤摘要】
基于糖氧苷类荧光探针、合成方法及其应用
本专利技术涉及一种基于糖氧苷的荧光探针及其制备方法和用途，具体的说，涉及一种具有罗丹明B结构的糖氧苷类荧光探针化合物、合成方法及其应用。
技术介绍
铁作为生物系统中最基本的元素之一，在动植物的生物系统中起着举足轻重的作用。铁离子作为辅因子广泛存在于蛋白质和酶中，如氧化还原催化剂。铁离子的缺乏和过量都将导致生命系统的紊乱，所以体内外对铁离子的检测非常重要。铁离子因为其顺磁性的特点而会淬灭荧光，这使通过荧光信号来检测铁离子非常难。碳水化合物又叫做糖类化合物，是多羟基醛、多羟基酮及其缩聚物和某些衍生物的总称，一般由碳、氢、氧三种元素组成。近年来，随着现代分离、分析技术的进步及生物学研究的不断深入，人们对糖类化合物的重要性有了越来越多的认识，解决了糖类复杂结构的鉴定难题。糖由于其天然高水溶性、低毒性和高生物相容性，常被用于设计合成羰基荧光探针，对于发展糖类探针具有重要的意义。氧杂蒽类中的罗丹明系列衍生物，具有激发和发射波长在可见光区，较高的荧光量子产率，较大的摩尔消光系数等优点。罗丹明因其内酯环结构的“开-闭”环平衡体系可以形成良好的荧光开关，而成为目前使用最广泛的探针之一。罗丹明类荧光探针通常是无色的，并且是无荧光的，当加入分析物时，螺环打开，颜色变成粉红色并释放出强荧光，所以常被用作生物及化学工程方面的“裸眼”探针。近年来，基于罗丹明的“开-闭”环机理识别金属离子的光学传感器技术由于其优异的选择性和高灵敏度等特点而被广泛用于金属离子检测、荧光免疫分析和细胞成像等领域。可用于铁离子识别的光学传感器虽然已有一些报道，如Xiang等人(OrganicLetters,2006,8(8):1549-1552.)报道了一种含有双罗丹明B基团的Fe3+光学传感器，由于其分子量大，同时水溶性差的特点，而被用于乙醇中离子的检测；Tea和Bae(TetrahedronLetters,2007,48(31):5389-5392.)设计合成了一个基于罗丹明的荧光物质，该物质在甲醇和乙腈1:1(v/v)体系中对Fe3+有较高的灵敏度和选择性；Kim等人(ChemicalCommunications,2010,46(9):1407-1409.)将罗丹明6G与2-羟基-5-硝基苯甲醛通过可水解的亚胺键连接在一起，用于水溶液中Fe3+的检测，但是其检出限是0.1mM。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于糖氧苷的荧光探针及其制备方法。本专利技术的另一目的是将该荧光探针应用于铁离子的检测。实现本专利技术的技术解决方案是：一种基于糖氧苷的荧光探针，所述荧光探针具有如下结构：上述目标化合物RDG1的合成，包括如下步骤：罗丹明B异羟肟酸，碳酸钾加入到干燥丙酮中，向该溶液中缓慢滴加四乙酰基-1-溴-α-D-吡喃葡萄糖的丙酮溶液，溶液搅拌过夜，浓缩，柱层析得到目标化合物RDG1，其中，罗丹明B异羟肟酸结构如下：进一步的，罗丹明B异羟肟酸与碳酸钾的摩尔比为1:3—1:4，碳酸钾与四乙酰基-1-溴-α-D-吡喃葡萄糖的摩尔比为1:1-1:1.2。进一步的，柱层析中石油醚与乙酸乙酯的体积比为6:1-3:1。上述目标化合物RDG2的合成，包括如下步骤：将化合物RDG1，甲醇钠，甲醇加入到容器中，氮气保护，常温搅拌过夜，减压蒸馏除去溶剂，粗品经柱层析得到目标化合物RGD2。进一步的，化合物RDG1与甲醇钠的摩尔比为1:3-1:5。进一步的，柱层析中乙酸乙酯与甲醇的体积比为3:1-1:1。上述合成的基于糖氧苷的荧光探针在检测水中铁离子的应用。本专利技术具有以下明显优点：(1)一种脂溶性荧光探针和一种水溶性荧光探针。(2)两种荧光化合物对铁离子具有明显的选择性，与铁离子结合后溶液变成粉红色，发出强烈荧光。(3)在多种阳离子的干扰下，两种探针具有很好的竞争性，有开发实际应用的潜质。附图说明图1基于糖的荧光探针化合物RDG1对不同阳离子的紫外光谱图。图2基于糖的荧光探针化合物RDG1对不同阳离子的荧光光谱图。图3基于糖的荧光探针化合物RDG1的荧光滴定图。图4基于糖的荧光探针化合物RDG1的紫外滴定图。图5基于糖的荧光探针化合物RDG1的荧光竞争实验柱状图。图6基于糖的荧光探针化合物RDG1检测铁离子的Job’sPlot曲线。图7基于糖的荧光探针化合物RDG2对不同阳离子的荧光光谱图。图8基于糖的荧光探针化合物RDG2的荧光滴定图。图9基于糖的荧光探针化合物RDG2的荧光竞争实验柱状图。图10pH对基于糖的荧光探针化合物RDG2检测铁离子的影响。具体实施方式以下提供本专利技术一种基于糖氧苷的荧光化合物的合成及其在铁离子检测方面的应用测试。本专利技术化合物的合成路线如下，首先以罗丹明B为原料，合成相应的罗丹明内酯(2)，经过酰氯化后与羟胺反应，合成罗丹明B异羟肟酸(3)，再与2,3,4,6-O-四乙酰基-1-溴-α-D-吡喃葡萄糖反应合成全乙酰化的氧苷罗丹明B化合物RDG1，最后经过甲醇钠脱保护后得到化合物RDG2。实施例1化合物2的制备罗丹明B溶解在1mol·L-1的氢氧化钠水溶液中，搅拌过夜。乙酸乙酯萃取，合并有机相，分别用1mol·L-1的氢氧化钠水溶液和盐水洗，干燥，浓缩得到化合物2，产率为90％。1HNMR(500MHz,CDCl3)δ7.99(d,J＝7.6Hz,1H),7.60(m,2H),7.21(d,J＝7.6Hz,1H),6.56(d,J＝8.9Hz,2H),6.44(d,J＝2.5Hz,2H),6.33(dd,J＝8.9,2.6Hz,2H),3.35(q,J＝7.1Hz,8H),1.16(t,J＝7.1Hz,12H).13CNMR(126MHz,CDCl3)δ168.9,152.4,152.0,148.6,133.4,128.2,128.0,127.0,123.8,123.2,107.1,105.0,96.7,85.9,43.5,11.6ppm.实施例2化合物3的制备向溶解在二氯甲烷中的化合物2溶液中缓慢加入POCl3，回流6h，冷却，浓缩得到紫红色油状物，无需提纯，直接投入下一步。将该油状物溶解在干燥乙腈中，在0℃缓慢加入到含有盐酸羟胺和三乙胺溶液中，N2保护，在室温下搅拌2天，出现白色固体，过滤除去白色固体，旋蒸除去溶剂，柱层析得到化合物3，产率72％。1HNMR(500MHz,CDCl3)δ7.87(d,J＝7.1Hz,1H),7.52–7.42(m,2H),7.13(d,J＝7.2Hz,1H),6.58(d,J＝8.8Hz,2H),6.49(d,J＝2.1Hz,2H),6.34(dd,J＝8.9,2.5Hz,2H),3.40(q,J＝7.0Hz,8H),1.23(t,J＝7.0Hz,12H).13CNMR(126MHz,CDCl3)δ162.6,152.8,149.8,148.0,131.6,127.9,127.1,122.7,121.9,107.0,103.4,97.2,65.0,43.4,11.7ppm.实施例3化合物5的制备将五乙酰基-β-D-葡萄糖溶解在干燥二氯甲烷中，在0℃下，加入HBr-AcOH(33％W/W)溶液，最终混合物在0℃下搅拌30min，置于室温下搅拌过夜，将反应混合物倒入冰水中，萃取本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于糖氧苷类荧光探针，该探针结构如通式(Ⅰ)或通式(Ⅱ)：

【技术特征摘要】
1.基于糖氧苷类荧光探针，该探针结构如通式(Ⅰ)或通式(Ⅱ)：2.通式(Ⅰ)的基于糖类荧光探针的合成方法，其特征在于，将罗丹明B异羟肟酸，碳酸钾加入到干燥丙酮中，向该溶液中缓慢滴加四乙酰基-1-溴-α-D-吡喃葡萄糖的丙酮溶液，溶液搅拌过夜，浓缩，柱层析得到通式(Ⅰ)的目标化合物，其中，罗丹明B异羟肟酸结构如下：3.如权利要求2所述的合成方法，其特征在于，罗丹明B异羟肟酸与碳酸钾的摩尔比为1:3-1:4，碳酸钾与四乙酰基-1-溴-α-D-吡喃葡萄糖的摩尔比为1:1-1:1.2。4.如权利要求2所述的合成...

【专利技术属性】
技术研发人员：方志杰，陈清，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32