一种新型的咔唑类荧光硫醇标记试剂及其合成方法与应用技术

本发明专利技术提供一种新型的咔唑类荧光硫醇标记试剂及其合成方法与应用，所述荧光标记试剂以咔唑为荧光母体环，活化的C＝C双键为反应活性基团，其合成步骤简便，易于操作，两步反应即可实现大量合成：(1)将咔唑与4‑溴苯甲醛进行反应，得到中间体(4‑(9H‑咔唑‑9‑基)苯甲醛；(2)将中间体(4‑(9H‑咔唑‑9‑基)苯甲醛与丙二腈反应，得到目标产物(4‑(9H‑咔唑‑9‑基)苯亚甲基)丙二腈，经乙腈重结晶3次，得到黄色针状结晶体。本发明专利技术荧光标记试剂化学纯度达99％，化学性质稳定。本发明专利技术所述的新型的咔唑类荧光硫醇标记试剂可以在温和条件下快速、准确的标记有机磷硫醇酯类杀虫剂的降解硫醇产物，从而实现试剂样品中有机磷硫醇酯类杀虫剂含量的定量分析。

【技术实现步骤摘要】
一种新型的咔唑类荧光硫醇标记试剂及其合成方法与应用
本专利技术属于有机小分子荧光标记
，具体涉及一种新型的咔唑类荧光标记试剂的合成方法及其在有机磷硫醇酯类杀虫剂检测中的应用。
技术介绍
有机磷杀虫剂广泛用于农业生产，是预防病虫害最为有效的方法，也是提高粮食产量以满足日益增长的人口需求的有效途径。然而，由于在农业中的过量应用，也存在着潜在的有机磷杀虫剂残留。有机磷杀虫剂残留的存在是食品安全中的一个重要问题。人类通过摄入较低浓度的有机磷杀虫剂残留，就可能导致免疫和内分泌系统的破坏。在急性接触时可引起人体无力或肌肉麻痹，而慢性暴露可影响神经发育和生长。快速准确地测定有机磷杀虫剂残留对于食品安全具有重要的意义。有机磷杀虫剂不具备荧光发光性质，主要运用高效液相-质谱联用方法对有机磷杀虫剂进行检测。但是质谱信号干扰比较强，同时仪器造价高，需要专门的技术操作人员，这在一定程度上限制了质谱分析方法在有机磷杀虫剂检测中的应用。发展一种基于高效液相-荧光检测的新方法，提高有机磷杀虫剂检测的灵敏性显得尤为重要。有机磷杀虫剂是一类有机磷酸的酰胺、酯、硫醇酯的化合物，可以通过降解产生对应的胺、醇、硫醇衍生物。作为一种可行的途径，通过检测有机磷杀虫剂的降解产物的荧光标记可以间接实现对有机磷杀虫剂的荧光检测。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种标记反应速率快、灵敏性高、合成方法简便的新型的硫醇荧光标记试剂。本专利技术所述的新型的咔唑类荧光硫醇标记试剂，是以咔唑为荧光母体环，以活化的C＝C双键为反应活性基团，其化学名称为：(4-(9H-咔唑-9-基)苯亚甲基)丙二腈，其化学结构式为：本专利技术的另一目的是提供一种所述的新型的咔唑类荧光硫醇标记试剂的合成方法，包括以下步骤：(1)取代反应：将咔唑、4-溴苯甲醛溶解到二甲亚砜中，加入碘化亚铜、18-[冠]-6醚和碳酸钾，油浴反应；反应结束后，待反应液冷却至室温，抽滤，然后将抽滤液与(10-30)wt％NaCl水溶液混合析出固体，回收固体并干燥，用乙腈重结晶，得到中间体(4-(9H-咔唑-9-基)苯甲醛；(2)亲核加成反应：将中间体(4-(9H-咔唑-9-基)苯甲醛溶解于无水乙腈中，滴加少量无水吡啶作催化剂，加入丙二腈，加热回流反应，反应结束后，待反应液冷却至室温，然后将溶液与(10-30)wt％NaCl水溶液混合析出固体，回收固体并干燥，用乙腈重结晶，得到目标产物(4-(9H-咔唑-9-基)苯亚甲基)丙二腈。优选的，所述步骤(1)中咔唑与4-溴苯甲醛摩尔比为1:1.3，碘化亚铜、18-[冠]-6醚和碳酸钾的加入量分别为咔唑质量的25％、20％和50％。优选的，所述步骤(1)反应温度为130℃，反应时间为24h。采用乙腈将步骤(1)中所得中间体(4-(9H-咔唑-9-基)苯甲醛重结晶3次，得到黄色针状结晶产品。优选的，所述步骤(2)中(4-(9H-咔唑-9-基)苯甲醛与丙二腈的摩尔比为1:1.2，吡啶的加入量为(4-(9H-咔唑-9-基)苯甲醛质量的5％。优选的，所述步骤(2)中，在加热回流条件下，反应时间为4h。采用乙腈将步骤(2)中所得目标产物(4-(9H-咔唑-9-基)苯亚甲基)丙二腈重结晶3次，得到黄色针状结晶产品。本专利技术的又一目的在于提供一种所述的新型的咔唑类荧光硫醇标记试剂的应用，通过标记有机磷硫醇酯类杀虫剂的硫醇降解产物实现对有机磷硫醇酯类杀虫剂的荧光分析，用于检测样品中有机磷硫醇酯类杀虫剂的含量。具体包括以下步骤：(1)配制2.0nM的苯基丁烷-1,2,3-三酮-2-肟溶液，用于催化水解有机磷硫醇酯类杀虫剂产生硫醇降解衍生物；配制5份有机磷硫醇酯类杀虫剂标准品的溶液，浓度分别为1μM、10μM、100μM、1mM、10mM；配制浓度为100mM的(4-(9H-咔唑-9-基)苯亚甲基)丙二腈的乙腈溶液，配制3.0nM的4-二甲氨基吡啶溶液，为标记试剂与有机磷硫醇酯类杀虫剂的硫醇降解产物的标记反应提供合适的碱性环境；(2)依次将100μL有机磷硫醇酯类杀虫剂标准品的溶液和200μL苯基丁烷-1,2,3-三酮-2-肟溶液加到2mL的安剖瓶中，于40℃的水浴中反应20min，反应完毕后使得有机磷硫醇酯类杀虫剂降解完全，然后加入150μL(4-(9H-咔唑-9-基)苯亚甲基)丙二腈溶液，50μL4-二甲氨基吡啶溶液，于40℃的水浴中反应15min，待标记反应完成后，取10μL进行高效液相-荧光分析，以有机磷硫醇酯类杀虫剂浓度为横坐标，以峰面积为纵坐标绘制有机磷硫醇酯类杀虫剂浓度工作曲线；(3)将含有有机磷硫醇酯类杀虫剂的样品按照步骤(2)中所述的方法降解与标记后，进行高效液相色谱-荧光分析，将所得到的峰面积代入有机磷硫醇酯类杀虫剂浓度工作曲线中，即可求得样品中有机磷硫醇酯类杀虫剂的浓度。本专利技术的有益效果如下：本专利技术所述的新型的咔唑类荧光硫醇标记试剂是以咔唑为荧光母体环，以活化的C＝C双键为反应活性基团。活化的C＝C双键作为反应活性基团在标记硫醇化合物时，标记条件温和、标记时间短、标记产率高。因此，本专利技术所述的标记试剂可以快速、准确、灵敏地标记硫醇化合物，尤其适用于复杂体系中微量、痕量硫醇化合物的分离检测。作为一种新的应用，我们将其应用于有机磷硫醇酯类杀虫剂的检测。具体操作为：有机磷硫醇酯类杀虫剂通过与苯基丁烷-1,2,3-三酮-2-肟的亲核取代反应，释放出降解硫醇产物，然后用本专利技术所述的新型咔唑类荧光硫醇标记试剂对降解硫醇产物进行标记，再进行高效液相-荧光分析，进而实现对样品中有机磷硫醇酯类杀虫剂含量的定量检测。本专利技术提供了一个检测有机磷杀虫剂的新思路，即通过对相应的降解产物的荧光标记，实现对有机磷杀虫剂的定量分析：利用荧光标记技术对相应的胺类、醇类、硫醇类降解产物的标记，实现对有机磷酰胺类、有机磷酯类、有机磷硫醇酯类杀虫剂的定量分析。附图说明图1是实施例1制备(4-(9H-咔唑-9-基)苯亚甲基)丙二腈的合成路线图。图2是实施例1制备的(4-(9H-咔唑-9-基)苯亚甲基)丙二腈的核磁1HNMR图。图3是实施例2标记试剂与有机磷硫醇酯类杀虫剂降解的硫醇衍生物的标记物的高效液相-荧光激发在线光谱图。图4是实施例2标记试剂与有机磷硫醇酯类杀虫剂降解的硫醇衍生物的高效液相-荧光发射在线光谱图。图5是实施例2标记试剂用于检测有机磷硫醇酯类杀虫剂新策略的原理图。图6是实施例3代表性的5种有机磷硫醇酯类杀虫剂及其相应的降解硫醇产物。图7是实施例3标记试剂衍生5种有机磷硫醇酯类杀虫剂硫醇降解产物的色谱分离图，其中A：(4-(9H-咔唑-9-基)苯亚甲基)丙二腈；B：甲硫醇(甲胺磷降解硫醇产物)；C：丙硫醇(丙硫磷降解产物)；D：2-巯基丁烷(硫线磷降解硫醇产物)；E：2-乙基巯基乙硫醇(乙拌磷降解硫醇产物)；F：苯硫酚(地虫磷降解硫醇产物)。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术做进一步描述。实施例1(4-(9H-咔唑-9-基)苯亚甲基)丙二腈的制备(1)于250mL三口烧瓶中加入10g咔唑，13.2g4-溴苯甲醛，5g碳酸钾、2.5g碘化亚铜与2g18-[冠]-6醚，加入150mL二甲亚砜作为溶剂，油浴130℃反应24h；反应结束后，待反应液冷却至室温，抽滤，然后将抽滤液与20wt％NaCl本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型的咔唑类荧光硫醇标记试剂，其特征在于：以咔唑为荧光母体环，以活化的C＝C双键为反应活性基团，其化学名称为：(4‑(9H‑咔唑‑9‑基)苯亚甲基)丙二腈，其化学结构式为：

【技术特征摘要】
1.一种新型的咔唑类荧光硫醇标记试剂，其特征在于：以咔唑为荧光母体环，以活化的C＝C双键为反应活性基团，其化学名称为：(4-(9H-咔唑-9-基)苯亚甲基)丙二腈，其化学结构式为：2.一种权利要求1所述的新型的咔唑类荧光硫醇标记试剂的合成方法，其特征在于包括以下步骤：(1)取代反应：将咔唑、4-溴苯甲醛溶解到二甲亚砜中，加入碘化亚铜、18-[冠]-6醚和碳酸钾，油浴反应；反应结束后，待反应液冷却至室温，抽滤，然后将抽滤液与(10-30)wt％NaCl水溶液混合析出固体，回收固体并干燥，用乙腈重结晶，得到黄色针状结晶中间体(4-(9H-咔唑-9-基)苯甲醛；(2)亲核加成反应：将中间体(4-(9H-咔唑-9-基)苯甲醛溶解于无水乙腈中，滴加少量无水吡啶作催化剂，加入丙二腈，加热回流反应；反应结束后，待反应液冷却至室温，然后将溶液与(10-30)wt％NaCl水溶液混合析出固体，回收固体并干燥，用乙腈重结晶，得到黄色针状结晶目标产物(4-(9H-咔唑-9-基)苯亚甲基)丙二腈。3.根据权利要求2所述的新型的咔唑类荧光硫醇标记试剂的合成方法，其特征在于：所述步骤(1)中，咔唑与4-溴苯甲醛的摩尔比为1:1.3，碘化亚铜、18-[冠]-6醚和碳酸钾的加入量分别为咔唑质量的25％、20％和50％。4.根据权利要求3所述的新型的咔唑类荧光硫醇标记试剂的合成方法，其特征在于：所述步骤(1)中，油浴反应温度为130℃，反应时间为24h。5.根据权利要求2所述的新型的咔唑类荧光硫醇标记试剂的合成方法，其特征在于：所述步骤(2)中，(4-(9H-咔唑-9-基)苯甲醛与丙二腈的摩尔比为1:1.2，吡啶的加入量为(4-(9H-咔唑-9-基)苯甲醛质量的5％。6.根据权利要求5所述的新型的咔唑类荧光硫醇标记试剂的合成方法，其特征在于：所述步骤(2)中...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤进茂，于延新，王博，谭江坤，金倩倩，王雨晴，李建明，纪仲胤，
申请(专利权)人：曲阜师范大学，
类型：发明
国别省市：山东,37