香豆素-吖啶酮荧光探针及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种香豆素‑吖啶酮荧光探针及其制备方法及用途，其化学名称是4‑甲基‑2H‑吡喃并[2,3a]吖啶‑2,12(7H)‑二酮乙酸盐。本发明专利技术的制备方法包括以邻溴苯甲酸和1‑氨基‑4‑甲基香豆素为起始原料，通过Cu催化的Ullmann反应、关环反应合成香豆素‑吖啶酮荧光探针。本发明专利技术荧光探针对铁离子有专一的选择性，与其他常见金属离子荧光信号基本没有变化，灵敏度高，检测限低。本发明专利技术的香豆素‑吖啶酮类荧光探针可应用于铁离子的体外荧光检测。

Coumarin acridone fluorescent probe and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
香豆素-吖啶酮荧光探针及其制备方法和应用
本专利技术涉及荧光分子探针
，更具体地说，本专利技术涉及一种香豆素-吖啶酮荧光探针及其制备方法和应用。
技术介绍
铁生命系统中最重要的微量元素之一，广泛参与人体的各种生理过程，包括酶催化，质子转移，细胞代谢，核酸的合成，氧气输送等，在生命系统中发挥着不可替代的作用。然而，铁摄入过多或不足会引起许多疾病，如癌症，帕金森氏病、智力低下和缺铁性贫血等。因此，有效检测生物样品或环境样品中的铁离子的含量已成为近年来相关领域的研究重点。近几十年来，科学家们已经建立了多种用于铁离子检测的分析方法，包括火焰原子吸收光谱法(FAAS)，石墨炉原子吸收光谱法(GFAAS)，电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)，电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)，比色法等。尽管这些方法均能有效灵敏地定量检测样品中的铁离子，然而，这些方法通常存在仪器昂贵，耗时，操作复杂，以及不适用于实时和现场检测等缺点。相比之下，由于荧光探针在灵敏度高，选择性好，成本低，可实时监测等方面具有显著优势，越来越受到分析工作者的关注。因此，开发一种具有有效，快速，环保和经济的方法来检测生物样品中的铁离子对一些重大疾病的初期诊断具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述缺陷，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术的另一个目的是提供一种合成简单，结构新颖，应用于体外检测铁离子，具有较好的选择性、灵敏性、检测限低的香豆素-吖啶酮荧光探针。本专利技术的另一个目的是提供一种香豆素-吖啶酮荧光探针作为探针进行铁离子检测的应用。为了实现本专利技术的这些目的和其它优点，本专利技术提供一种香豆素-吖啶酮荧光探针，其中，结构式如下：其化学名称是4-甲基-2H-吡喃并[2，3a]吖啶-2，12(7H)-二酮乙酸盐；其理化性质：黄色固体，产率70％，m.p.179.7-182.3℃；HR-MS(ESI)m/z：300.0637([M+Na]+)；1HNMR(600MHz，DMSO-d6)δ12.00(br，s，1H，-OH)，11.96(br，s，1H，-NH)，8.22(dd，J＝8.1，1.5Hz，1H，H-C1)，8.00(d，J＝8.9Hz，1H，H-C4)，7.74-7.79(m，1H，H-C3)，7.53(d，J＝8.2Hz，1H，H-C6)，7.43(d，J＝8.9Hz，1H，H-C5)，7.37-7.25(m，1H，H-C2)，6.34(dd，J＝8.7，1.5Hz，1H，H-C16)，2.47(s，3H，-CH3(CH3COOH))，1.91(s，3H，-CH3)；13CNMR(151MHz，DMSO-d6)δ180.30(C＝O(CH3COOH))，175.4(C-9)，160.86(C-17)，155.50(C-15)，153.89(C-8)，148.36(C-11)，141.52(C-13)，133.60(C-2)，129.90(C-6)，126.90(C-4)，122.68(C-3)，119.95(C-12)，119.40(C-14)，112.7(C-1)，111.87(C-5)，109.85(C-16)，100.38(C-7)，20.81(-CH3(CH3COOH))，18.48(-CH3)..香豆素-吖啶酮荧光探针S的单晶结构：该荧光探针合成简单，结构新颖，应用于体外检测铁离子，具有较好的选择性、灵敏性、检测限低等优点。一种香豆素-吖啶酮荧光探针的制备方法，其中，包括：步骤一、以邻溴苯甲酸和1-氨基-4-甲基香豆素为起始原料，溶于溶剂后，在催化剂存在条件下反应，得到中间体1；步骤二、将中间体1和伊顿试剂混合反应，经乙酸重结晶后可得得到所述香豆素-吖啶酮荧光探针S。合成路线如下：上述方案中，制备方法包括以邻溴苯甲酸和1-氨基-4-甲基香豆素为起始原料，通过Cu催化的Ullmann反应、关环反应合成香豆素-吖啶酮荧光探针，通过2个步骤即可得到香豆素-吖啶酮类荧光探针，合成简单。优选的是，所述的香豆素-吖啶酮荧光探针的制备方法中，所述邻溴苯甲酸和1-氨基-4-甲基香豆素摩尔比为1∶1.5～2，反应温度为180～200℃，反应时间为6～8h。优选的是，所述的香豆素-吖啶酮荧光探针的制备方法中，所述伊顿试剂和中间体1的摩尔比为1∶1～2，反应温度为90～100℃，反应时间为4～5h。优选的是，所述的香豆素-吖啶酮荧光探针的制备方法中，所述步骤一中，使用N，N-二甲基甲酰胺作为溶剂，使用铜粉和碳酸钾作为催化剂。优选的是，所述的香豆素-吖啶酮荧光探针的制备方法中，所述步骤一中，反应结束后，反应液经抽滤和重结晶得到所述中间体。优选的是，所述的香豆素-吖啶酮荧光探针的制备方法中，所述步骤二中，反应结束后，反应液经萃取、抽滤和重结晶得到所述香豆素-吖啶酮荧光探针。一种香豆素-吖啶酮荧光探针作为铁离子体外荧光检测的应用。本专利技术荧光探针对铁离子有专一的选择性，与其他常见金属离子荧光信号基本没有变化，灵敏度高，检测限低，检测的pH为3～11，铁离子的检出限是0.001789mmoL/L。本专利技术至少包括以下有益效果：本专利技术基于荧光强度可能叠加的目的，以具有优异发光性质的吖啶酮结构与光稳定性好的香豆素结构为荧光团，通过2个步骤即可得到香豆素-吖啶酮类荧光探针，该探针中与铁离子接触后，荧光强度迅速减弱，实现了对铁离子的荧光识别，检测灵敏度高。本专利技术的荧光探针对铁离子有较好的选择性，与其他常见阳离子作用荧光信号基本没有变化，较高的抗干扰能力，反应时间较短，检测限低。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本专利技术实施例3中香豆素-吖啶酮荧光探针对铁离子选择性识别的荧光发射光谱图；图2为本专利技术实施例4中香豆素-吖啶酮荧光探针在铁离子及其他阳离子存在下的荧光发射强度变化图；图3为本专利技术实施例5中香豆素-吖啶酮荧光探针在不同浓度铁离子存在下的荧光发射光谱变化图；图4为本专利技术实施例6中香豆素-吖啶酮荧光探针对铁离子的检测限计算图；图5为本专利技术实施例7中香豆素-吖啶酮荧光探针在不同pH下的荧光发射强度变化图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。实施例1香豆素-吖啶酮荧光探针的制备：以邻溴苯甲酸(1mmoL)和1-氨基-4-甲基香豆素(2moL)放入100mL三口烧瓶中，加入DMFmL，待溶解完全后，加入铜粉和碳酸钾，温度升至180℃搅拌回流反应8h，待反应结束后，趁热抽滤，滤液加入400mL纯水，再加入适量盐酸调至pH为2，静置过夜，抽滤后得到黄色固体，氯仿进行重结晶得到中间体1。将中间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.香豆素-吖啶酮荧光探针，其中，结构式如下：/n

【技术特征摘要】
1.香豆素-吖啶酮荧光探针，其中，结构式如下：





2.一种如权利要求1所述的香豆素-吖啶酮荧光探针的制备方法，其中，包括：
步骤一、以邻溴苯甲酸和1-氨基-4-甲基香豆素为起始原料，溶于溶剂后，在催化剂存在条件下反应，得到中间体1；
步骤二、将中间体1和伊顿试剂混合反应得到所述香豆素-吖啶酮荧光探针。


3.如权利要求2所述的香豆素-吖啶酮荧光探针的制备方法，其中，所述邻溴苯甲酸和1-氨基-4-甲基香豆素摩尔比为1∶1.5～2，反应温度为180～200℃，反应时间为6～8h。


4.如权利要求3所述的香豆素-吖啶酮荧光探针的制备方法，其中，所述伊顿试剂和中间体1的摩尔比为...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍丽妮，黄嘉咏，贾智若，丘佩玲，严振硕，陈睿，
申请(专利权)人：广西中医药大学，
类型：发明
国别省市：广西;45