一种基于酰肼类衍生物用于制造技术

本发明专利技术公开了一种基于酰肼类衍生物用于

【技术实现步骤摘要】
一种基于酰肼类衍生物用于Cu
2+
和草甘膦定向识别的荧光化合物


[0001]本专利技术涉及有机小分子荧光探针
，具体为一种基于酰肼类衍生物用于
Cu
2+
和草甘膦定向识别的荧光化合物
。

技术介绍

[0002]微量元素
Cu
2+
在生物体中具有重要的生理功能，参与细胞呼吸
、
骨形成和神经功能调节等多种基本生理过程，缺乏
Cu
2+
可能增加罹患冠心病等疾病的风险；然而，超载的
Cu
2+
对环境产生毒性和有害性，可能引发一系列疾病，并取代其他金属离子作为各种辅助因子；与阿尔茨海默病
、
帕金森病
、
朊病毒病
、
威尔逊病和家族性肌萎缩侧索硬化症等疾病也有相关性；鉴于
Cu
2+
的重要性及其与多种疾病的关联，发展高选择性
、
灵敏
、
快速的
Cu
2+
化学传感器变得至关重要；此类传感器可以用于检测体内和环境中的
Cu
2+
浓度，为疾病的早期诊断和治疗提供指导，并在环境监测中发挥重要作用；目前，针对
Cu
2+
的光学检测方法已经提出了多种信号机制；其中，基于
Cu
2+
顺磁性特征的荧光猝灭探针成为研究热点；一些具有席夫碱结构的有机荧光分子和闭饱和螺环结构的罗丹明及其他荧光探针，因其能够探测
Cu
2+
并在其存在下发生荧光增强而备受关注；此外，比色或
"
关闭
"
荧光探针的设计和开发也在不断进行，为
Cu
2+
的检测提供了可行的方案；然而，在
Cu
2+
荧光探针的研究中，仍存在一些挑战；例如，传感器的选择性
、
灵敏度和响应速度需要进一步改进，以满足临床和环境应用的需求；此外，明显的吸收光谱偏移和覆盖可见区域的颜色变化将是更理想的检测方式，有助于实现快速
、
直观的
Cu
2+
检测；因此，为了开发高效的
Cu
2+
化学传感器，需要选择适当的信号机制，并注意探针的选择性
、
灵敏度和响应速度；覆盖可见区域的明显颜色变化将是一种理想的检测方式；
[0003]草甘膦是一种广泛应用于农业领域的除草剂，被广泛用于控制杂草和提高农作物产量；然而，草甘膦的大量使用也引发了环境和健康方面的关注；由于其在土壤中缓慢降解，草甘膦残留物可能会渗入地下水和水域，对生态系统造成潜在风险；为此，美国环保局将饮水中的草甘磷上限设定为
0.7
μ
g/mL
；欧洲联盟对大部分农作物中的最大浓度是
0.1
μ
g/mL
，对果实中的最大浓度是
0.5
μ
g/g
；根据国家标准，饮用水中草甘膦的最高浓度限额为
0.7
μ
g/mL
，在果实中的最高浓度限额为
0.1
μ
g/g
；如何对其进行快速
、
便捷的检测是当前亟待解决的问题；因此，开发有效的草甘膦检测方法至关重要；传统的草甘膦检测方法通常依赖于昂贵的仪器设备和复杂的分析过程，限制了其在现场和快速检测中的应用；而荧光探针作为一种快速
、
灵敏
、
非破坏性的检测方法，近年来备受研究关注；荧光探针可以通过与草甘膦分子发生特异性的相互作用来实现检测；这些探针在存在草甘膦时会产生荧光信号的变化，从而实现对草甘膦的快速检测；由于草甘膦具有特定的化学结构和荧光猝灭能力，设计和合成荧光探针来与其相互作用，已成为研究的热点领域；通过开发高选择性
、
高灵敏度和响应迅速的荧光探针，可以实现对草甘膦在农作物
、
土壤和水体中的迅速监测和定量分析；这将有助于及时评估农田施用草甘膦的效果和环境风险，从而采取相应的控制措施，保护
环境和人类健康；
[0004]综上，合成了基于酰肼类衍生物为荧光母体的新型定向识别
Cu
2+
和草甘膦的荧光化合物
(E)
‑7‑
(
二乙基氨基
)
‑
N'
‑
(4
‑
(
二乙基胺
)
‑2‑
羟基亚苄基
)
‑2‑
氧代
‑
2H
‑
色烯
‑3‑
碳酰肼；该荧光化合物利用丙二酸二乙酯以及水合肼对4‑
二乙氨基苯甲醛进行修饰，提高其灵敏度及加大斯托克位移，有望开发出能够可特异性定向识别
Cu
2+
和草甘膦并可应用于细胞和活体组织成像的荧光化合物；因此，有必要提供一种基于酰肼类衍生物用于
Cu
2+
和草甘膦定向识别的荧光化合物解决上述技术问题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的第一个技术问题是开发出一种抗干扰能力强且可特异性定向识别
Cu
2+
和草甘膦的荧光化合物，该荧光化合物可区分
Cu
2+
和草甘膦与其他分析物
。
[0006]本专利技术要解决的第二个技术问题是提供一种可特异性定向识别
Cu
2+
和草甘膦的荧光化合物的制备方法
。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于酰肼类衍生物用于
Cu
2+
和草甘膦定向识别的荧光化合物，包括荧光化合物为
(E)
‑7‑
(
二乙基氨基
)
‑
N'
‑
(4
‑
(
二乙基胺
)
‑2‑
羟基亚苄基
)
‑2‑
氧代
‑
2H
‑
色烯
‑3‑
碳酰肼，其化学结构式如式
(I)
所示：
[0008][0009]基于酰肼类衍生物用于
Cu
2+
和草甘膦定向识别的荧光化合物的制备方法，操作步骤如下：
[0010]步骤
(1)
：由4‑
二乙氨基苯甲醛
、
丙二酸二乙酯和吡咯烷在乙醇中反应制备得到7‑
(
二乙基氨基
)
‑2‑
氧代
‑
2H
‑
铬烯
‑3‑
羧酸乙酯；
[0011]步骤
(2)
：由7‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于酰肼类衍生物用于
Cu
2+
和草甘膦定向识别的荧光化合物，其特征在于：包括荧光化合物为
(E)
‑7‑
(
二乙基氨基
)
‑
N'
‑
(4
‑
(
二乙基胺
)
‑2‑
羟基亚苄基
)
‑2‑
氧代
‑
2H
‑
色烯
‑3‑
碳酰肼，其化学结构式如式
(
Ι
)
所示：
2.
根据权利要求1所述的荧光化合物的制备方法，其特征在于，操作步骤如下：步骤
(1)
：由4‑
二乙氨基苯甲醛
、
丙二酸二乙酯和吡咯烷在乙醇中反应制备得到7‑
(
二乙基氨基
)
‑2‑
氧代
‑
2H
‑
铬烯
‑3‑
羧酸乙酯；步骤
(2)
：由7‑
(
二乙基氨基
)
‑2‑
氧代
‑
2H
‑
铬烯
‑3‑
羧酸乙酯经过水合肼修饰制备得到7‑
(
二乙基氨基
)
‑2‑
氧代
‑
2H
‑
色烯
‑3‑
碳酰肼；步骤
(3)
：由7‑
(
二乙基氨基
)
‑2‑
氧代
‑
2H
‑
色烯
‑3‑
碳酰肼和4‑
二乙氨基苯甲醛在冰乙酸的作用下制备得到
(E)
‑7‑
(
二乙基氨基
)
‑
N'
‑
(4
‑
(
二乙基胺
)
‑2‑
羟基亚苄基
)
‑2‑
氧代
‑
2H
‑
色烯
‑3‑
碳酰肼
。3.
根据权利要求2所述的步骤1中7‑
(
二乙基氨基
)
‑2‑
氧代
‑
2H
‑
铬烯
‑3‑
羧酸乙酯的制备方法，其特征在于，其步骤如下：
a、
先将
6.03g
的4‑
二乙氨基苯甲醛，
5.95g
的丙二酸二乙酯溶解在装有
120mL
乙醇溶液的
250mL
三口瓶中；
b、
接着向上述混合溶液中添加
0.5mL
的吡咯烷搅拌回流
,TLC
监测反应进程；
c、
然后反应完成后将反应液缓慢倒入
240mL
水中，有大量固体析出，过滤并水洗，干燥得到7‑
(
二乙基氨基
)
‑2‑
氧代
‑
2H
‑
铬烯
‑3‑
羧酸乙酯
。4.
根据权利要求2所述的步骤2中7‑
(
二乙基氨基
)
‑2‑
氧代
‑
2H
‑
色烯
‑3‑
碳酰肼的制备方法，其特征在于，其步骤如下：
a、
先通过四氢呋喃作为溶剂将
3.48g
的7‑
(
二乙基氨基
)
‑2‑
氧代
‑
2H
‑
铬烯
‑3‑
羧酸乙酯和
3.06g
的
80
％水合肼溶解并混合均匀；
b、
接着对溶液在回流搅拌6小时后用旋转蒸发器除去溶剂，然后使用乙醇重结晶得到7‑
(
二乙基氨基
)
‑2‑
氧代
‑
2H
‑
色烯
‑3‑
碳酰肼
。5.
根据权利要求2所述的步骤3中
(E)
‑7‑
(
二乙基氨基
)
‑
N'
‑
(4
‑
(
二乙基胺
)
‑2‑
羟基亚苄基
)
‑2‑
氧代
‑
2H
‑
色烯
‑3‑
碳酰肼的制备方法，其特征在于，其步骤如下：
a、
在
250mL
三口瓶中将
1.06g
的7‑
(
二乙基氨基
)
‑2‑
氧代
‑
2H
‑
色烯
‑3‑
碳酰肼
、4
‑
二乙氨基苯甲醛以及冰乙酸
0.5mL
混合溶解在
100mL
无水乙醇中；
b、
上述混合溶液在回流反应
15
小时后冷却至室温，接下来过滤干燥后使用
N
，
N
‑
二甲基甲酰胺重结晶，得到
(E)
‑7‑
(
二乙基氨基
)
‑
N'
‑
(4
‑
(
二乙基胺
)
‑2‑
羟基亚苄基
)
‑2‑
氧代
‑
2H
‑
色烯
‑3‑
碳酰肼
。6.
根据权利要求1所述的式
(
Ι
)
中，用于荧光化合物对
Cu
2+
和草甘膦的定向识别影响因素和筛选方法，其特征在于，其步骤如下：
a、
荧光化合物用不同溶剂配制成浓度为
10
μ
M
的工作溶液，所述7种溶剂分别为二甲基亚砜
、N
，
N
‑
二甲基甲酰胺
、
乙腈
、
甲醇
、
乙醇
、
丙酮和乙酸乙酯；向所述不同溶剂配制好的
10
μ
M
的荧光化合物溶液中依次对应加入
100
μ
MCu
2+
和草甘膦，每种溶剂设置三个重复实验；反应完全，得到
21
份不同溶剂作为工作溶液的荧光化合物与
Cu
2+
的反应溶液和
21
份荧光化合物
‑
Cu
2+
体系与草甘膦的反应溶液，共
42
份反应溶液，分别对上述
42
份反应溶液进行荧光强度测定，荧光化合物检测
Cu
2+
和草甘膦体系中使用二甲基亚砜，最后选择二甲基亚砜为溶剂检测
Cu
2+
和草甘膦；
b、
荧光化合物用不同比例的二甲基亚砜与4‑
羟乙基哌嗪乙磺酸配制成浓度为
10
μ
M
的荧光化合物溶液，所述二甲基亚砜比例分别为
10
％，
20
％，
30
％，
40
％，
50
％，
60
％，
70
％，
80
％，
90
％；向使用不同比例二甲基亚砜配制好的
10
μ
M
的荧光化合物溶液中分别依次加入
100
μ
M Cu
2+
和草甘膦，不同比例的二甲基亚砜作为工作溶液的实验每组设置三个重复实验；反应完全，得到
27
份不同比例二甲基亚砜作为工作溶液的荧光化合物与
Cu
2+
的反应溶液和
27
份荧光化合物
‑
Cu
2+
体系与草甘膦的反应溶液，共
54
份反应溶液，分别对
54
份反应溶液进行荧光强度测定，测定结果为荧光化合物检测
Cu
2+
和草甘膦体系中4‑
羟乙基哌嗪乙磺酸与二甲基亚砜比例为
3:7
；
c、
荧光化合物用缓冲液配制成浓度为
10
μ
M
的荧光化合物溶液，所述
Cu
2+
和草甘膦检测体系工作液由体积比为
3:7
的4‑
羟乙基哌嗪乙磺酸和二甲基亚砜配制成；设置缓冲溶液
pH
为2，3，4，5，6，
6.5
，7，
7.4
，8，9，
10
，
11
，
12
；向不同
pH
浓度为
10
μ
M
的荧光化合物溶液中分别依次加入
100
μ
M Cu
2+
和草甘膦，工作溶液的不同
pH
实验每组设置三个重复；反应完全，得到
39
份不同
pH
的荧光化合物与
Cu
2+
的反应溶液和
39
份不同
pH
的荧光化合物
‑
Cu
2+
体系与草甘膦的反应溶液，共
78
份反应溶液，分别对
78
份反应物进行荧光强度测定，测定结果为
Cu
2+
和草甘膦检测体系的最适
pH
在5‑
10
范围内
。
考虑到后续在生物体内进行成像实验，因此选择生理
pH
为
7.4
作为后续实验溶液的
pH。7.
根据权利要求1所述的式
(
Ι
)
中荧光化合物的应用，其特征在于：所述荧光化合物作为荧光探针，用于定向识别
Cu
2+
和草甘膦
。8.
根据权利要求7所述的荧光化合物的应用，其特征在于，其步骤如下：
a、
用于环境溶液介质中
Cu
2+
...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱美庆，孙龙，庞晓慧，杨晓凡，万杰，
申请(专利权)人：安徽工程大学，
类型：发明
国别省市：