一类三环2-胺基吡啶盐的荧光探针及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于荧光探针的技术领域，公开了一类三环2‑胺基吡啶盐的荧光探针及其制备方法和应用。所述三环2‑胺基吡啶盐的荧光探针的结构为式I，其中：R

【技术实现步骤摘要】
一类三环2-胺基吡啶盐的荧光探针及其制备方法和应用
本专利技术属于生物医学材料领域，具体涉及一类三环2-胺基吡啶盐的荧光探针及其制备方法与在微生物标记识别与抑菌中的应用。
技术介绍
正常状态下微生物与人类互相依存，维持生理代谢的平衡；一旦平衡被打破，就容易引起疾病。细菌的感染可以引发多种疾病，严重威胁人类健康。在治疗过程中，细菌的诊断是第一步。目前，主要用的是革兰氏染色法，这种方法操作复杂，且不能实现对活细菌的原位监测。同时，在治疗过程中，由于抗生素的滥用，导耐药菌种的出现，使治疗的难度加大。所以发展精确，快速的细菌识别诊断试剂和有效的抑菌材料，显得十分重要。有机小分子荧光探针已经被广泛应用到生物成像，生物检测和治疗中，它有着操作简单，成本低，检测快速等特点。但是，传统的荧光材料由于其大的π共轭体系，在聚集状态下有聚集诱导发光猝灭(ACQ)的问题；其高的背景荧光也会降低检测及诊断过程中的信噪比，这些将大大降低其检测的灵敏度。而与传统的聚集诱导荧光猝灭的材料相比，具有聚集诱导发光(AIE)性质的荧光材料，其在聚集态下具有高的发光效率、大的Stokes位移，高的信噪比，良好的生物相容性；这类材料将极大的提高了检测的灵敏度。本专利技术合成了具有良好的AIE性质荧光材料，通过结构的调控实现了对微生物的快速染色识别，体现出特异，高效，灵敏的特性。同时，由于三环2-胺基吡啶盐这类特殊的结构，还展现出了优异的抑菌效果，可作为一种潜在的抑菌剂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一类三环2-胺基吡啶盐的荧光探针。本专利技术的荧光探针具有聚集诱导发光(AIE)性质，能够实现对微生物的快速染色识别，体现出特异，高效，灵敏的特性。本专利技术的荧光探针具有优异的抑菌效果。本专利技术的另一目的是提供上述荧光探针的制备方法。本专利技术的合成方法简单，无需分离中间产物，通过一步串联反应以高收率得到三环的2-胺基吡啶盐；同时该制备方法可实现克级合成。本专利技术的再一目的是提供上述荧光探针的应用。所述荧光探针在制备抑菌剂中应用。所述荧光探针在生物成像中应用，用作成像剂。所述荧光探针还可以在制备微生物染色和/或标识试剂中应用，用作微生物的染色剂，实现微生物的识别。所述荧光探针在特异性线粒体染色剂中应用。本专利技术目的通过如下技术方案实现：一类三环2-胺基吡啶盐的荧光探针，其结构为式I：其中：R1，R2独立的为芳基、杂芳基、C1-18烷基，C3-8环烷基或芳香环衍生物的给电子基团；X为一价阴离子；m为0～2任一整数；n为0，1任一整数。所述阴离子为碘离子(I-)、溴离子(Br-)、氯离子(Cl-)、氢氧根离子(OH-)、四氟硼酸根离子(BF4-)、硝酸根离子(NO3-)、六氟磷酸根离子(PF6-)、乳酸根离子(CH3CH(OH)COO-)、枸椽酸根离子(C5H7O5COO-)。所述阴离子优选为碘离子(I-)、溴离子(Br-)、氯离子(Cl-)、氢氧根离子(OH-)、六氟磷酸根离子(PF6-)。所述R1，R2各自独立的优选为以下a～t基团中的一种：其中，同一基团或不同基团中R′相同或不同，R′优选为氢、卤素(氟，氯，溴，碘)、C1-18烷基、C1-18烷基氧基、C1-18烷基硫基或二乙胺基。所述三环2-胺基吡啶盐的荧光探针中，m为0～2任一整数；n为0，1任一整数，其包括的结构如下：所述m为0～2任一整数；n为0，1任一整数，优选为m为2，n为1。所述荧光探针的制备方法，包含以下步骤：当荧光探针的式I中R1，R2各自独立的优选为以下a～k基团中的一种时，荧光探针的制备方法，包括以下步骤：将酰氯衍生物和炔衍生物在催化剂的作用下反应，随后加入脒类环状衍生物，在路易斯酸的催化下继续反应，后续处理，获得三环的2-胺基吡啶盐的荧光探针。所述酰氯衍生物的结构为炔衍生物的结构为脒类环状衍生物的结构为酰氯衍生物和炔衍生物反应得到炔酮的衍生物，炔酮的衍生物的结构为所述催化剂为二价的钯盐和一价的铜盐；所述二价的钯盐优选为三苯基膦二氯化钯，一价铜盐优选为碘化亚铜。所述反应以有机溶剂为反应介质。所述反应在保护性氛围以及添加碱性化合物的条件下进行。碱性化合物为三乙胺、碳酸钾，吡啶，N,N-二异丙基乙胺中一种以上。所述反应的温度为室温。所述路易斯酸为氯化铝。所述酰氯衍生物和炔衍生物的摩尔比为1：(0.5～2)。所述酰氯衍生物与脒类环状衍生物的摩尔比为1：(2～4)。所述继续反应的温度为室温。当荧光探针的式I中R1，R2至少有一种为l～t基团中的一种时，所述荧光探针的制备方法，包括以下步骤：将酰氯衍生物和炔衍生物在催化剂的作用下反应，随后加入脒类环状衍生物，在路易斯酸的催化下继续反应，后续处理，获得含卤素的产物；将含卤素的产物与硼酸化合物R3-B(OH)2反应，获得三环的2-胺基吡啶盐的荧光探针。当R2为a～k基团中的一种时，所述酰氯衍生物的结构为当R2为l～t基团中的一种时，所述酰氯衍生物的结构为R′2为4-卤素苯基；当R1为a～k基团中的一种时，炔衍生物的结构为当R1为l～t基团中的一种时，炔衍生物的结构为R′1为4-卤素苯基；R1，R2至少有一种为l～t基团中的一种时，含卤素的产物与硼酸化合物R3-B(OH)2反应，此时R′1和/或R′2中卤素被R3取代，取代后的基团R3-苯基对应R1和/或R2；脒类环状衍生物的结构为酰氯衍生物和炔衍生物反应中，所述催化剂为二价的钯盐和一价的铜盐；所述二价的钯盐优选为三苯基膦二氯化钯，一价铜盐优选为碘化亚铜。酰氯衍生物和炔衍生物反应中，所述反应以有机溶剂为反应介质。所述反应在保护性氛围以及添加碱性化合物的条件下进行。碱性化合物为三乙胺、碳酸钾，吡啶，N,N-二异丙基乙胺中一种以上。酰氯衍生物和炔衍生物反应中，所述反应的温度为室温。所述路易斯酸为氯化铝。所述酰氯衍生物和炔衍生物的摩尔比为1：(0.5～2)。所述酰氯衍生物与脒类环状衍生物的摩尔比为1：(2～4)。所述继续反应的温度为室温。含卤素的产物与硼酸化合物R3-B(OH)2反应时，所述反应在催化剂和碱性化合物的条件下进行，催化剂为四三苯基膦钯；所述碱性化合物为碳酸钠。所述反应以有机溶剂和水为反应介质，所述有机溶剂优选为THF。所述反应的条件为加热回流反应10h以上。含卤素的产物与硼酸化合物的摩尔比为1：(1～2.5)。含卤素的产物与硼酸化合物反应完后，将体系进行后续处理。当式I中X为除了CI-以外其他的基团时，采用MX与X为Cl-的荧光探针作用，得到所需阴离子的荧光探针；其中MX中M为一价金属离子。具体是在水中或者有机溶剂与水中，将MX与X为Cl-的荧光探针反应，得到所需阴离子的荧光探针。在本专利技术的制备方法中，酰氯衍生物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一类三环2-胺基吡啶盐的荧光探针，其特征在于：结构为式I：/n

【技术特征摘要】
1.一类三环2-胺基吡啶盐的荧光探针，其特征在于：结构为式I：



其中：
R1，R2独立的为芳基、杂芳基、C1-18烷基，C3-8环烷基或芳香环衍生物的给电子基团；X为一价阴离子；m为0～2任一整数；n为0，1任一整数。


2.根据权利要求1所述三环2-胺基吡啶盐的荧光探针，其特征在于：所述阴离子为I-、Br-、Cl-、OH-、BF4-、NO3-、PF6-、乳酸根离子CH3CH(OH)COO-、枸椽酸根离子C5H7O5COO-；
所述R1，R2各自独立的为以下a～t基团中的一种：






其中，同一基团或不同基团中R′相同或不同，R′为氢、卤素、C1-18烷基、C1-18烷基氧基、C1-18烷基硫基或二乙胺基；
所述m为2，n为1。


3.根据权利要求2所述三环2-胺基吡啶盐的荧光探针，其特征在于：所述阴离子为I-、Br-、Cl-、OH-、PF6-。


4.根据权利要求1～3任一项所述三环2-胺基吡啶盐的荧光探针的制备方法，其特征在于：包含以下步骤：
将酰氯衍生物和炔衍生物在催化剂的作用下反应，随后加入脒类环状衍生物，在路易斯酸的催化下继续反应，后续处理，获得三环的2-胺基吡啶盐的荧光探针；
所述酰氯衍生物的结构为炔衍生物的结构为脒类环状衍生物的结构为R1，R2各自独立的为以下a～k基团中的一种：






同一基团或不同基团中R′相同或不同，R′为氢、卤素、C1-18烷基、C1-18烷基氧基、C1-18烷基硫基或二乙胺基；
通过上述制备方法，得到三环的2-胺基吡啶盐的荧光探针中阴离子为Cl-，记为含氯的荧光探针；
当三环的2-胺基吡啶盐的荧光探针的结构中阴离子为除了Cl-以外其他的基团时，采用MX与含氯的荧光探针作用，得到所需阴离子的荧光探针；其中MX中M为一价金属离子，X为阴离子。


5.根据权利要求4所述三环2-胺基吡啶盐的荧光探针的制备方法，其特征在于：所述催化剂为二价的钯盐和一价的铜盐；
所述反应以有机溶剂为反应介质；所述反应在保护性氛围以及添加碱性化合物的条件下进行；碱性化合物为三乙胺、碳酸钾，吡啶，N,N-二异丙基乙胺中一种以上；
所述反应的温度为室温；
所述路易斯酸为氯化铝；
所述酰氯衍生物和炔衍生物的摩尔比为1：(0.5～2)；
所述酰氯衍生物与脒类环状衍生物的摩尔比为1：(2～4)；
所述继续反应的温度为室温。


6.根据权利要求1～3任一项所述三环2-胺基吡啶盐的荧光探针的制备方法，其特征在于：荧光探针中R1，R2至少有一种为l～t基团中的一种时，包含以下步骤：
将酰氯衍生物和炔衍生物在催化剂的作用下反应，随后加入脒类环状衍生物，在路易斯酸的催化下继续反应，后续处理，获得含卤素的产物；将含...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐本忠，秦安军，王柄楠，胡蓉蓉，赵祖金，王志明，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44