4-三氟甲基-6-溴-2-取代乙腈-1,8-萘酰亚胺类化合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种4‑三氟甲基‑6‑溴‑2‑取代乙腈‑1,8‑萘酰亚胺类化合物及其制备方法和应用。所述4‑三氟甲基‑6‑溴‑2‑取代乙腈‑1,8‑萘酰亚胺类化合物的结构式如下所示：

【技术实现步骤摘要】
4-三氟甲基-6-溴-2-取代乙腈-1,8-萘酰亚胺类化合物及其制备方法和应用
本专利技术涉及到一种4-三氟甲基-6-溴-2-取代乙腈-1,8-萘酰亚胺类化合物及其制备方法和应用，属于有机光电或荧光探针

技术介绍
阴离子识别，特别是针对氰根离子识别，在生命，医药，环境等领域有着重要的应用。毒性极大的氰根离子对环境的危害是非常严重的，通过饮用水摄取的氰根离子会对人体造成严重的伤害，同时高毒氰根离子的检测在环境及生物体系里有着重要的应用。颜色化学传感器可通过将分子识别的信息转换成易被感知的颜色信号，具有灵敏，快速及检测极限低等特点，可广泛应用在生物化学、细胞生物学和分析化学等相关领域。萘酰亚胺类化合物是一类非常优良的发色团，因其具有荧光强烈、色彩鲜艳、热稳定性好以及高的荧光量子产率等特性，可作为荧光增白剂、荧光染料，在光电敏感材料以及荧光探针等领域有着广泛的应用。目前报道的萘酰亚胺衍生物主要通过萘酐的酐头进行酰胺化衍生，以及通过4-溴-1,8-萘酐的溴原子与相应的取代的氨基或羟基等官能团发生一些取代反应进而衍生一些4-位含NH或OH等基团的萘酰亚胺类化合物。综上所述，2位含CH基的萘酰亚胺衍生物并未有较多的报道，特别是2-位芳基乙腈基的萘酰亚胺衍生物至今尚未有报道。取得2位芳乙腈基-1,8-萘酰亚胺衍生物非常有必要，因为该衍生物可作为颜色化学传感器应用于阴离子识别。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种4-三氟甲基-6-溴-2-取代乙腈-1,8-萘酰亚胺类化合物及其制备方法和应用。本专利技术丰富了1,8-萘酰亚胺类化合物的结构库，制备方法具有反应条件温和、无副反应发生，且反应收率高等优点；本专利技术的2-芳乙腈基-1,8-萘酰亚胺类化合物能作为检测氰根离子的颜色探针和荧光探针应用。本专利技术提供的技术方案具体介绍如下。一种4-三氟甲基-6-溴-2-取代乙腈-1,8-萘酰亚胺类化合物，其结构式如式(I)所示：其中：R1为直链或支链的C1-C10烷基；R2为苯基、萘基、取代苯基、5元或6元的杂芳基或苯并5元或6元杂芳基；所述5元或6元杂芳基的杂原子为N、O或N和O，杂原子个数为1或2；所述取代苯基表示苯环上的1个或2个氢原子被直链或支链的C1-C4烷基、直链或支链的C1-C4烷氧基或卤素取代的苯基。优选的，R1为C1-C6直链烷基。优选的，取代苯基为对氟苯基、邻氯苯基、邻溴苯基、对甲氧基苯基、间甲氧基苯基或间溴苯基。优选的，5元杂芳基为呋喃基、吡咯基或咪唑基。优选的，6元杂芳基为吡啶基或嘧啶基。优选的，苯并5元杂芳基为苯并呋喃基、苯并咪唑基、苯并BOC保护吲哚基或苯并吲哚基。优选的，苯并6元杂芳基为苯并吡啶基或苯并嘧啶基。本专利技术还提供一种上述的4-三氟甲基-6-溴-2-取代乙腈-1,8-萘酰亚胺类化合物的合成方法，其合成路线如下所示：包括如下步骤：(1)以N-R1-4-溴-1,8萘酰亚胺为起始原料，将N-R1-4-溴-1,8萘酰亚胺与氟代磺酰二氟乙酸甲酯在溶剂中，在催化剂碘化亚铜的催化作用下，85-90℃的温度下进行取代反应，得到4-三氟甲基-1,8-萘酰亚胺类化合物；(2)0℃～室温的条件下，将上述所得的4-三氟甲基-1,8-萘酰亚胺类化合物在浓硫酸中与N-溴代丁二酰亚胺NBS进行溴化反应，得到4-三氟甲基-6-溴-1,8-萘酰亚胺类化合物；(3)室温下，4-三氟甲基-6-溴-1,8-萘酰亚胺类化合物与R2取代的乙腈在有机溶剂中经碱催化剂的作用下反应，得到4-三氟甲基-6-溴-2-取代乙腈-1,8-萘酰亚胺类化合物。上述步骤(1)中，溶剂为N,N-二甲基甲酰胺，N-R1-4-溴-1,8萘酰亚胺和有机溶剂的质量体积比为1:20-1:30g/mL；N-R1-4-溴-1,8萘酰亚胺与氟代磺酰二氟乙酸甲酯、催化剂碘化亚铜的摩尔比为1:(2.1～2.3)：(1.5～2)。上述步骤(2)中，4-三氟甲基-1,8-萘酰亚胺类化合物和浓硫酸的质量体积比为1:20-1:30g/mL，4-三氟甲基-1,8-萘酰亚胺类化合物与N-溴代丁二酰亚胺NBS的摩尔比为1:1.0～1:1.1。上述步骤(3)中，有机溶剂为甲苯或四氢呋喃，碱催化剂为钠氢或甲醇钠；4-三氟甲基-6-溴-1,8-萘酰亚胺类化合物和有机溶剂的质量体积比为1:50-1:60g/mL，4-三氟甲基-6-溴-1,8-萘酰亚胺类化合物、R2取代的乙腈和碱催化剂的摩尔比为1：(1.1～1.4):(5.4～6)。本专利技术进一步提供一种上述的4-三氟甲基-6-溴-2-取代乙腈-1,8-萘酰亚胺类化合物作为选择性检测氰根离子的颜色探针或荧光探针的应用。本专利技术进一步提供一种上述的4-三氟甲基-6-溴-2-取代乙腈-1,8-萘酰亚胺类化合物在紫外光谱或裸眼检测氰根离子方面的应用。本专利技术进一步提供一种上述的4-三氟甲基-6-溴-2-取代乙腈-1,8-萘酰亚胺类化合物作为检测氰根离子比色试剂方面的应用。和现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术的4-三氟甲基-6-溴-2-取代乙腈-1,8-萘酰亚胺类化合物的合成方法，由于以4-溴-1,8-萘酰亚胺及取代乙腈为原料，该原料属工业易得原料，因此该合成方法具有生产成本低的特点。进一步地，本专利技术的4-三氟甲基-6-溴-2-取代乙腈-1,8-萘酰亚胺类化合物的合成方法，由于过程只涉及常规的取代反应，因此该合成方法具有合成路线简单、过程容易控制，最终产物收率高等优点。进一步地，由于1,8-萘酰亚胺类化合物在染料及药物等领域广泛应用及芳乙腈基可有效地进行官能团的变换，本专利技术所得的4-三氟甲基-6-溴-2-取代乙腈-1,8-萘酰亚胺类化合物，可通过官能团转变，进而发展用于合成抗抑郁药、抗肿瘤药、抗躁动不安药物及复杂染料分子的中间体。更进一步地，本专利技术的4-三氟甲基-6-溴-2-取代乙腈-1,8-萘酰亚胺类化合物具有识别阴离子的功能，特别是对氰根离子具有超高的灵敏性和选择性，实施例4所得的4-三氟甲基-6-溴-2-吡啶乙腈-1,8-萘酰亚胺化合物在90％的乙腈溶液中对氰根离子的检测限为0.815μM，可作为氰根离子的高选择、高灵敏度的检测探针。特别地，该类探针能给出4-三氟甲基-6-溴-2-取代乙腈-1,8-萘酰亚胺类化合物溶液从无色到蓝色的裸眼检测，因此，该4-三氟甲基-6-溴-2-取代乙腈-1,8-萘酰亚胺类化合物可作为检测氰根离子的检测试剂进而取得实际应用。附图说明图1、应用实施例1中，实施例4所得的4-三氟甲基-6-溴-2-取代乙腈-1,8-萘酰亚胺类化合物分别与氰根(CN-)离子、氟离子、磷酸二氢根离子、氯离子、溴离子、碘离子、硫酸氢根离子、硝酸根离子、四氟硼酸根离子、高氯酸根离子、硫离子、硫氰根离子作用的在混合溶液(CH3CN/H2O＝9/1，v/v)中的紫外光谱分析图。图2、应用实施例2中，实施例4所得的4-三氟甲基-6-溴-2-取代乙腈-1,8-萘酰亚胺类化合物与CN-离子连续滴定作用所得的4-三氟甲基-6-溴-2-取代乙腈-1,8-萘酰亚胺类化合物的混合溶液(CH3CN/H2O＝9/1，v/v)的紫外滴定图谱。图3、实施例4所得的4-三氟甲基-6-溴-2-取代乙腈-1,8-萘酰亚胺类化合物分别与氰根(CN-)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种4‑三氟甲基‑6‑溴‑2‑取代乙腈‑1,8‑萘酰亚胺类化合物，其特征在于，其结构式如下式(I)所示：

【技术特征摘要】
1.一种4-三氟甲基-6-溴-2-取代乙腈-1,8-萘酰亚胺类化合物，其特征在于，其结构式如下式(I)所示：其中：R1为直链或支链的C1-C10烷基；R2为苯基、萘基、取代苯基、5元或6元的杂芳基或苯并5元或6元杂芳基；所述5元或6元杂芳基的杂原子为N、O或N和O，杂原子个数为1或2；所述取代苯基表示苯环上的1个或2个氢原子被直链或支链的C1-C4烷基、直链或支链的C1-C4烷氧基或卤素取代的苯基。2.如权利要求1所述的4-三氟甲基-6-溴-2-取代乙腈-1,8-萘酰亚胺类化合物，其特征在于：R1为C1-C6直链烷基。3.如权利要求1或2所述的4-三氟甲基-6-溴-2-取代乙腈-1,8-萘酰亚胺类化合物的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)以N-R1-4-溴-1,8萘酰亚胺为起始原料，将N-R1-4-溴-1,8萘酰亚胺与氟代磺酰二氟乙酸甲酯在溶剂中，在催化剂碘化亚铜的催化作用下，85-90℃的温度下进行取代反应，得到4-三氟甲基-1,8-萘酰亚胺类化合物；(2)0℃～室温的条件下，将上述所得的4-三氟甲基-1,8-萘酰亚胺类化合物在浓硫酸中与N-溴代丁二酰亚胺NBS进行溴化反应，得到4-三氟甲基-6-溴-1,8-萘酰亚胺类化合物；(3)室温下，4-三氟甲基-6-溴-1,8-萘酰亚胺类化合物与R2取代的乙腈在有机溶剂中经碱催化剂的作用下反应，得到4-三氟甲基-6-溴-2-取代乙腈-1,8-萘酰亚胺类化合物。4.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘传祥，李喆垚，饶才辉，陈璐，付超，陈亚运，朱婷婷，
申请(专利权)人：上海应用技术大学，
类型：发明
国别省市：上海,31