一种检测光气的荧光探针及其制备方法与使用方法技术

本发明专利技术公开了一种检测光气的荧光探针及其制备方法与使用方法。花菁作为一个优异的传统荧光母团具有其独特的D

【技术实现步骤摘要】
一种检测光气的荧光探针及其制备方法与使用方法


[0001]本专利技术属于有机小分子荧光探针领域，具体涉及一种作为光气荧光探针使用的(E)
‑8‑
(3
‑
羟基
‑4‑
胺基)
‑
10,10
‑
二甲基
‑
10H
‑
吡啶[1,2
‑
a]吲哚鎓高氯酸盐的制备方法与使用方法。

技术介绍

[0002]光气(COCl2)又名碳酰氯，是一种具有腐草臭味的剧毒气体分子，在第一次世界大战期间曾被首次用作化学战剂。光气中羰基的活性非常高，它能与肺组织蛋白中的巯基、羟基等重要功能团发生反应，从而影响肺部细胞正常代谢及其功能。因此，光气具有高毒性，会导致人类肺部严重损伤，在吸入光气之后，轻则出现呼吸困难、胸部疼痛、血压下降等生理现象，重则导致昏迷以至死亡。但同时光气也是一种重要的工业原料，广泛用于塑料、制药、染料和农药等行业。由于光气的应用之广泛，光气泄漏在生产、储存和运输过程中会对公众的健康和安全造成极大的威胁。因此，在工业事故和化学恐怖袭击等潜在安全威胁的情况下，一种快速、敏感和高选择性的光气检测方法是迫切需要的。
[0003]荧光检测法由于其优秀的检测灵敏度和选择性，并能实现对待测样品的实时、在线检测而受到研究者的广泛关注。
[0004]目前已开发的用于检测光气的小分子荧光探针主要基于光气与亲核性原子之间的特异性结合力，通过调节基团光诱导电子转移(Photo
‑
induced Electron Transfer，PET)或是分子内电荷转移(Intramolecular Charge Transfer，ICT)效应而设计。随着荧光分析法的不断发展，用于检测光气的探针也愈来愈多，如今已经发表的探针大致可以分为以下几类：1)通过与胺进行两次亲核取代来识别光气；2)一些还原基团(如肟、酰胺等)与光气进行特定的氧化重排反应。
[0005]然而，部分已经报道的探针存在反应速度不够快，选择性不够好等缺陷。如基于乙二胺的荧光探针(参见综述Zhiqiang Xu；Yabin Luo 1；Yu Hong；Ziru Liu；Ming
‑
Xing Zhang；Shuang
‑
Xi Gu；Jun Yin.Spectrochimica Acta Part A:Molecular and Biomolecular Spectroscopy,2021,269,120789.)由于亚胺的活性不够高导致探针与光气内环化的反应时间相对较慢,因而影响了探针对光气实时检测的能力。

技术实现思路

[0006]为了克服现有技术中的上述缺陷，本专利技术提出了一种定量检测光气的开启型荧光探针(BCy428)。利用本专利技术可对样品中极微量的光气进行定量检测。
[0007]花菁作为一个优异的传统荧光母团具有其独特的D
‑
π
‑
A共轭体系，在光激发下会发生由电子给体向电子受体的分子内电荷转移过程，因此传统花菁染料有摩尔消光系数大、斯托克斯位移大等特点。因此，基于改进的半花菁荧光母，构筑了经典的分子内电荷转移(ICT)体系。因其具有强烈的ICT效应使得探针本身无荧光，但当存在光气的条件下，光气与探针分子上的羟基与胺基部分发生合环反应，进而抑制了分子的ICT效应，使得探针分子
发射出强的黄绿色荧光，通过上述方案，获得了“开启”型的荧光响应，实现了对光气的高灵敏、特异性检测。
[0008]本专利技术所述光气荧光探针命名为(E)
‑8‑
(3
‑
羟基
‑4‑
胺基)
‑
10,10
‑
二甲基
‑
10H
‑
吡啶[1,2
‑
a]吲哚鎓高氯酸盐，其分子式为C
22
H
21
ClN
2O5
，结构式如式(I)所示：
[0009][0010]上述荧光探针的制备方法如下：将一定量的并环半花菁高氯酸盐(1)，3
‑
羟基
‑4‑
硝基苯甲醛(2)和哌啶(3)溶于无水乙醇中，反应一定时间，旋干后柱层析得化合物(E)
‑8‑
(3
‑
羟基
‑4‑
硝基)
‑
10,10
‑
二甲基
‑
10H
‑
吡啶[1,2
‑
a]吲哚鎓高氯酸盐(4)。将一定量的(4)和氯化亚锡(5)加入到无水乙醇中，在一定温度下反应一段时间。反应完全后，旋干经柱层析得到橙红色固体化合物(E)
‑8‑
(3
‑
羟基
‑4‑
胺基)
‑
10,10
‑
二甲基
‑
10H
‑
吡啶[1,2
‑
a]吲哚鎓高氯酸盐(6)，即：BCy428。
[0011]上述探针的制备反应式如下：
[0012][0013]上述光气荧光探针的使用方法如下：
[0014]步骤1：向不同浓度光气的乙腈溶液中加入相同浓度的式(I)所示化合物，配置至少5种不同光气含量的含有式(I)所示化合物的标准溶液；
[0015]所示标准溶液中式(I)所示化合物的浓度为1nM～10μM；
[0016]所示标准溶液中光气的含量为0.1nM～1mM；
[0017]步骤2：分别测定所述标准溶液的荧光发射光谱，激发波长为403nm，以光气浓度为横坐标，以I
526
为纵坐标，建立标准曲线；
[0018]I
526
表示所述标准溶液在波长为526nm处的荧光发射峰强度值；
[0019]步骤3：向待测样品中加入式(I)所示化合物，控制其浓度与所述标准溶液中式(I)所示化合物的浓度相等；测定其在激发波长为403nm的激发光下的荧光发射谱，即根据标准曲线计算得出待测样品的光气含量。
[0020]作为优选，所述的并环半花菁高氯酸盐，3
‑
羟基
‑4‑
硝基苯甲醛和哌啶的摩尔比为0.1～1：1：1；所述的哌啶与无水乙醇的物质的量体积比为1：1～100；反应温度为30～80度，所述的反应时间为1～24小时；
[0021]所述的(E)
‑8‑
(3
‑
羟基
‑4‑
硝基)
‑
10,10
‑
二甲基
‑
10H
‑
吡啶[1,2
‑
a]吲哚鎓高氯酸盐和氯化亚锡的摩尔比为0.1～1：1，所述的氯化亚锡与无水乙醇的物质的量体积比为1：1～100:；反应温度为30～80度，反应时间为1～24小时。
[0022]一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种检测光气的荧光探针,其特征在于：其分子式为C
22
H
21
ClN
2O5
，简称BCy
428
，结构式为式(I)；2.根据权利要求1所述的一种检测光气的荧光探针的制备方法，其特征在于，合成步骤如下：1)将并环半花菁高氯酸盐，3
‑
羟基
‑4‑
硝基苯甲醛和哌啶溶于无水乙醇中，反应一定时间后得中间体化合物(E)
‑8‑
(3
‑
羟基
‑4‑
硝基)
‑
10,10
‑
二甲基
‑
10H
‑
吡啶[1,2
‑
a]吲哚鎓高氯酸盐；2)再将中间体化合物和氯化亚锡加入到无水乙醇中反应一段时间后，得到(E)
‑8‑
(3
‑
羟基
‑4‑
胺基)
‑
10,10
‑
二甲基
‑
10H
‑
吡啶[1,2
‑
a]吲哚鎓高氯酸盐，即：BCy428；反应式如下：3.根据权利要求1所述的一种检测光气的荧光探针的使用方法；其特征在于：1)向不同浓度光气的乙腈溶液中加入相同浓度的式(I)所示化合物，配置至少5种不同光气含量的含有式(I)所示化合物的标准溶液；所示标准溶液中式(I)所示化合物的浓度为1nM～10μM；所示标准溶液中光气的含量为0.1nM～1mM；2)分别测定所述标准溶液的荧光发射光谱，激发波长为403nm，以光气浓度为横坐标，以I
526
为纵坐标，建立标准曲线；I
526
表示所述标准溶液在波长为526nm处的荧光发射峰强度值；3)向待测样品中加入式(...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩益丰，邵素芳，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：