一种可用于检测酸性环境下Fe3+的吡咯-苯硼氟荧光化合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及有机化合物制备领域，公开了一种可用于检测酸性环境下Fe

A Pyrrol-Phenylboron Fluorescent Compound Used for Detecting Fe3+ in Acidic Environment and Its Preparation Method

The invention relates to the field of organic compound preparation, and discloses a method for detecting Fe in acidic environment.

【技术实现步骤摘要】
一种可用于检测酸性环境下Fe3+的吡咯-苯硼氟荧光化合物及其制备方法
本专利技术属于有机化合物制备
，具体涉及一种在酸性环境下对Fe3+具有分析检测功能的吡咯-苯硼氟荧光化合物及其制备方法。
技术介绍
铁是动物体内必需的微量元素之一，在机体造血、新陈代谢、生长繁殖、增强机体抵抗力等方面具有不可替代的作用。但细胞内铁离子浓度变化会导致机体免疫力低下，智力降低和机体抗感染能力降低，神经机能紊乱等各种疾病。因此，与铁离子检测相关的研究逐渐引起人们的重视，如何有效地检测铁离子已成为生物化学、环境科学及医学等研究领域的热点。荧光检测技术因其高度的灵敏性、良好的选择性、较短的晌应时间、操作简单等优点，已被广泛用于化学、生物、医学等领域，特别是检测铁离子的新型荧光分子探针的设计与制备已受到越来越多的关注。荧光分子探针就是在分子识别和荧光技术两者有机结合的基础上，由荧光信号基团与目标受体通过特定的方式连接而成。检测过程包括分子/离子识别过程和光学信号传输过程。识别过程是指特定受体与待测目标间通过共价或非共价作用选择性的结合并产生某种特定功能的过程，此过程将导致受体的结构、构型或其他微观化学环境的变化，是荧光探针实现其功能的化学基础。但识别过程中分子间相互作用发生在微观世界，且受体与待测目标间的选择性结合经常呈动态平衡而具有环境依赖性，对直接结构研究造成了一定的困难。荧光分子探针通过巧妙设计的信号传导机制将分子识别信息转换为易于检测的光学信号（如荧光的增强或减弱、光谱的移动、荧光寿命变化等），在分子水平上进行原位、实时的检测，实现了研究者对分子水平微观世界的光学信号读取。因此，在制备高效、灵敏的荧光分子探针时荧光信号基团的选择是非常重要的。硼氟-二吡咯亚甲基共轭单元是通过硼桥键和甲川桥键固定两个吡咯环而成的刚性平面结构，具有良好的光稳定性、较高的摩尔吸光系数和荧光量子产率、可调的激发和发射波长、分子结构易于修饰等优点，已成为目前最常用的荧光信号基团之一。近年来，人们在对传统的“一锅三步（聚合-氧化-络合）”制备硼氟-二吡咯亚甲基化合物的方法改进基础上，利用“一锅两步（聚合-络合）”方法，合成了非对称的硼氟-吡咯-苯亚甲基荧光团。该荧光团中部独特的七元环结构以及一侧的共轭苯环赋予其更优异的光物理性质和更灵活结构调控性能，是一种理想的荧光信号基团[YutingChen,JianzhuangJiang,etc.Chem.Eur.J.2013,19:7342-7347]。但到目前位置，硼氟-吡咯-苯亚甲基荧光团作为信号基团在荧光检测领域应用较少，特别是在酸性环境下识别Fe3+的硼氟-吡咯-苯亚甲基荧光化合物从没被报道过。
技术实现思路
本专利技术的技术目的在于提供一种在酸性环境中对Fe3+具有高度的灵敏度性，良好的选择性，且易于制备的吡咯-苯硼氟荧光化合物。本专利技术的另一技术目的在于提供一种以2，4-二甲基吡咯和8-羟基久洛尼定醛为反应原料，通过一锅两步的“聚合-络合”化学反应制备前述吡咯-苯硼氟荧光化合物的方法，该制备方法具有工艺简单、易于实施、产率高等优势。为实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种可用于检测酸性环境下Fe3+的吡咯-苯硼氟荧光化合物，其分子结构为：一种可用于检测酸性环境下Fe3+的吡咯-苯硼氟荧光化合物，制备方法如下：在N2保护、避光条件下，将αmmol的2,4-二甲基吡咯和βmmol的8-羟基久洛尼定醛放入反应器中，用无水二氯甲烷将其溶解，并加入γmL三氟乙酸作为催化剂，室温下搅拌5～12小时；将δmLN,N-二异丙基乙氨(DIEA)加入反应混合液，5min后加入εmL三氟化硼乙醚(BF3·OEt2)，继续室温搅拌1小时；将反应所得混合物用水洗涤、分离，有机相用无水硫酸钠干燥、过滤、蒸发得黑红色固体。将黑红色固体用二氯甲烷作为洗脱剂、进行硅胶色谱分离，用二氯甲烷/正己烷重结晶，得到紫红色晶状吡咯-苯硼氟荧光化合物；α:β:γ:δ:ε为2:2:0.2:2:2。吡咯-苯硼氟荧光化合物的合成反应式为：本专利技术具有如下技术效果：本吡咯-苯硼氟荧光化合物在酸性环境下对Fe3+具有良好的检测性能，选择性好，灵敏度高，具有较高的应用价值；而本专利技术提供的吡咯-苯硼氟荧光化合物的制备方法，具有合成条件温和，制备工艺简单，易于实施，产率高等优点，适合工业化实施，为本吡咯-苯硼氟荧光化合物的推广应用创造了有利条件。附图说明图1为实施例1-3所得化合物的核磁氢谱图。图2为实施例1-3所得化合物的实验质谱图与吡咯-苯硼氟荧光化合物理论质谱图。图3为吡咯-苯硼氟荧光化合物在甲醇中加入10倍不同金属离子时的荧光发射光谱。图4为吡咯-苯硼氟荧光化合物在甲醇中加入100倍盐酸和10倍不同金属离子时的荧光发射光谱。具体实施方式本专利技术所公开的可用于检测酸性环境下Fe3+的吡咯-苯硼氟荧光化合物，其分子结构为：；其可采用2,4-二甲基吡咯和8-羟基久洛尼定醛为反应原料，通过一锅两步的“聚合-络合”反应来制得，合成反应式为：。实施例1在避光条件下，将2mmol的2，4-二甲基吡咯和2mmol的8-羟基久洛尼定醛放入装有氮气通口的250mL双颈圆底烧瓶中，用150mL无水二氯甲烷将其溶解，并加入0.2mL三氟乙酸（TFA）作为催化剂，在氮气保护条件下室温磁力搅拌5小时；将2mLN，N-二异丙基乙氨(DIEA)加入反应混合液5分钟后，随后加入2mL三氟化硼乙醚(BF3·OEt2)，继续搅拌1小时；将得到的黑红色反应混合液用150mL水洗涤、分液漏斗分离，有机相用无水硫酸钠干燥、过滤、蒸发得黑红色固体。将该黑红色固体用二氯甲烷作为洗脱剂、进行硅胶色谱分离，用二氯甲烷/正己烷重结晶，得到紫红色晶状化合物A，396mg，产率为58%。实施例2在避光条件下，将2mmol的2，4-二甲基吡咯和2mmol的8-羟基久洛尼定醛放入装有氮气通口的250mL双颈圆底烧瓶中，用150mL无水二氯甲烷将其溶解，并加入0.2mL三氟乙酸（TFA）作为催化剂，在氮气保护条件下室温磁力搅拌8小时；将2mLN，N-二异丙基乙氨(DIEA)加入反应混合液5分钟后，随后加入2mL三氟化硼乙醚(BF3·OEt2)，继续搅拌1小时；将得到的黑红色反应混合液用150mL水洗涤、分液漏斗分离，有机相用无水硫酸钠干燥、过滤、蒸发得黑红色固体。将该黑红色固体用二氯甲烷作为洗脱剂、进行硅胶色谱分离，用二氯甲烷/正己烷重结晶，得到紫红色晶状化合物B，403mg，产率为59%。实施例3在避光条件下，将2mmol的2，4-二甲基吡咯和2mmol的8-羟基久洛尼定醛放入装有氮气通口的250mL双颈圆底烧瓶中，用150mL无水二氯甲烷将其溶解，并加入0.2mL三氟乙酸（TFA）作为催化剂，在氮气保护条件下室温磁力搅拌12小时；将2mLN，N-二异丙基乙氨(DIEA)加入反应混合液5分钟后，随后加入2mL三氟化硼乙醚(BF3·OEt2)，继续搅拌1小时；将得到的黑红色反应混合液用150mL水洗涤、分液漏斗分离，有机相用无水硫酸钠干燥、过滤、蒸发得黑红色固体。将该黑红色固体用二氯甲烷作为洗脱剂、进行硅胶色谱分离，用二氯甲烷/正己烷重结晶，得到紫红色晶状化合物C，400mg，产率为58.5%。实施例4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可用于检测酸性环境下Fe3+的吡咯‑苯硼氟荧光化合物，其分子结构为：

【技术特征摘要】
1.一种可用于检测酸性环境下Fe3+的吡咯-苯硼氟荧光化合物，其分子结构为：。2.一种权利要求1所述可用于检测酸性环境下Fe3+的吡咯-苯硼氟荧光化合物的制备方法，其特征在于如下步骤：在N2保护、避光条件下，将αmmol的2,4-二甲基吡咯和βmmol的8-羟基久洛尼定醛放入反应器中，用无水二氯甲烷将其溶解，并加入γmL三氟乙酸作为催化剂，室温下搅拌5～12小时；将δ...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈玉婷，李春辉，宋凌云，赵敏，杨静，
申请(专利权)人：德州学院，
类型：发明
国别省市：山东,37