一种稀土銪荧光螯合剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种稀土銪荧光螯合剂及其制备方法。所述的稀土銪荧光螯合剂为：４，４′－二溴－６，６′－二（Ｎ，Ｎ－二（乙氧基羰甲基）氨甲基）－２，２′－联吡啶；该稀土銪荧光螯合剂，经过水解能够与三价铕离子形成具有銪离子荧光特征的和荧光寿命的４，４′－二溴－６，６′－二（Ｎ，Ｎ－二（乙氧基羰甲基）氨甲基）－２，２′－联吡啶－Ｅｕ３＋荧光螯合物。在荧光时间分辨光谱仪和荧光寿命测量仪上进行检测：在３３７ｎｍ光源激发下，在６１５ｎｍ形成一种新的具有銪离子特征峰的荧光光谱，其荧光寿命约６１０微秒。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
稀土离子螯合剂制备是根据自旋对称性匹配的要求，有机分子吸收光能后，电子 跃迁发生在自旋相同的电子振动能级之间；此外，电子跃迁还应满足轨道对称性匹配的要 求。分子吸收光能后电子被激发到与激发光光能相应的单重激发态，高能级的单重激发态 寿命很短(10—1Q 10—6s)，一般很快地以非辐射方式迁移到低能级单重激发态，然后以辐射 方式降至基态并发出一个荧光光子。由于分子势能面的交叉，也可引发电子在单重激发态 与三重激发态之间的跃迁(系统间能量传递)。三重激发态寿命较长，因而从三重激发态衰 减到基态而发出的磷光具有较长寿命(10—5 ls)。当此分子作为配体与稀土离子络合，而 且稀土离子的振动激发态能级低于配体激发三重态能级时，能量便可通过分子内能量传递 过程传递给稀土离子，并发出稀土离子的特征荧光。(I Hemmila，T Stahlberg，P Mottram. Bioanalytical Applicationsof Labeling Technologies. Wallac，1994.)。 稀土螯合物的荧光发射机理决定了其独特的荧光特性，即窄的荧光发射峰、大的 Stokes位移和比背景荧光长得多的荧光寿命。 稀土Eu"离子具有9配位的特性，在水溶液中极易被共价结合的H20分子 包围(Hemmila. I. ， Scand. J. Clin. Lab. Invest. ， 1988， 48， 389-400)，导致荧光淬灭 (Veli-MattiM. ，Helv. Chim. Acta. ， 1992， 75， 1578-1592)。只有当稀土离子Eu3+螯合剂在水 溶液中具有充分溶解性及动力学稳定性，能够与Eu3+牢固稳定的结合，才能获得高的荧光 量子产率。因此螯合剂应尽可能避免含有高振动基团如0-H， N-H和C-H键，以减少键振动 而导致荧光的淬灭。 稀土Eu"螯合剂以2，2'-联吡啶类为核心配体较多，最初由Cook(1989)合 成(Cook M.J.， J. Am. Chem.Soc. ，1989， 111， 7221-7227)，目前已见到有数百种(Mukkala V. M. ， et al. Helv. Chim. Acta. ， 1992， 75， 1621-1632) (Takalo H. ， etal. Helv. Chim. Acta. ，1997,80,372-387)。由于2，2' _联吡啶较高的三重态能级与稀土离子发射能级有 足够的间隔，可防止受激发离子的能量向配体的反向传递；以2，2'-联吡啶为核心的螯 合剂，按其结构特点可分为二类， 一类是联吡啶连接4位芳基，6， 6'-多氨多羧基的螯合 剂，这类螯合剂以Wallac实验室为代表的研究多集中于结构与光谱学关系的理论探讨；另 一类为以联吡啶为核心的穴状螯合剂是1993年Mathis用穴状螯合剂作均相时间分辨稀 土荧光光谱分析检测泌乳素，灵敏度达到0. 3ii g/L(MathisG. ， Clin. Chem. ，1993,39(9)， 1953-1959)。 除2，2'-联吡啶外，还有其它类型的稀土螯合剂，如1，7_双(氯磺二苯基)-l， 10-菲洛啉-2，9-二羧酸(BCPDA)和2，6-二 (3'-氨甲基-l' _吡唑)_ (4-苯基吡啶)-羧 酸(BPTA) (Yuan J. ， et al. Anal. Chem. ，2001,73， 1869-1876)。 文献(MukkalaV. M. ， et al. Helv. Chim. Acta. ， 1992， 75， 1621-1632)比较了各种螯合物核心配体的发光效率，发光4产额(1ogR)、最大激发波长(Aexc)和代表共价结合于稀土离子的1120分子数的发射衰减 常数(Kchel)，它的入exc〉300nm，可减少本底荧光的影响(Takalo H. ， et al. Helv. Chim. Acta. ，1993,76,877-883)等。 由于用于免疫标记的Eu"螯合剂分子结构(Michael P. ， etal. Analyst, 1984， 109,1449-1450)还在研究中，迄今仍未获得理想的有实用价值的荧光强度，目前用于分子 生物学、基团组学、蛋白组学分析标记仍然采用光学性能较差的有机染料。因此，开展稀土 Eu3+荧光螯合剂的研究具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术提供了 。 1) —种稀土銪荧光螯合剂为4，4' -二溴_6，6' _二 (N，N-二 (乙氧基羰甲基) 氨甲基)-2，2'-联吡啶，其化学式为(:2811^40881~2，其结构式如式1 : 稀土銪荧光螯合剂的核心配体为2，2'-联吡啶；荧光稳定基团四羧酸不仅能增加螯合剂的水溶解性及水相中的动力稳定性，还能牢固结合稀土离子。四羧基和四个氮原子形成八配位结构，有效地排除水分子的熄灭作用。 2)、所述的稀土銪荧光螯合剂合成的反应路线如下式l5<formula>formula see original document page 6</formula> 3)所述的稀土銪荧光螯合剂的制备方法如下 (1)2-溴-6-甲基吡啶的制备 把2-氨基-6-甲基吡啶溶于质量浓度为40%的HBr溶液中，保持在_15 0°C ，滴 加浓度为0. 02mol/ml的B&，再滴加浓度为0. 66g/ml亚硝酸钠的水溶液，搅拌30min，继续 滴加浓度为0. 95g/ml的NaOH水溶液，再搅拌30min，用二氯甲烷提取，用MgS04吸水干燥， 减压蒸馏在4mmHg下收集62-65。C馏出物2-溴-6-甲基吡啶；所述的2-氨基-6-甲基吡啶的质量g :质量浓度为40 % HBr的体积ml :浓度为 0. 02mol/ml的Br2的体积ml :浓度为0. 66g/ml亚硝酸钠的体积ml :浓度为0. 95g/ml的 体积NaOH的ml为14-15 : 66 : 20 : 25 2-溴-6-甲基吡啶的表征 C6H6NBr M = 172 红外光谱IR (kBr)分析表明，原料中2_氨基_6_甲基吡啶的氨基特征峰 3460cm-l，3314cm-l，3171cm-l消失，溴的特征峰1029cm_l(s， C_Br)出现，确定产物为 2-溴_6-甲基吡啶。 (2)6，6' -二甲基_2，2'-联吡啶的制备 按照2-溴-6-甲基吡啶质量g : 二水合甲酸钠质量g :含钯质量浓度为5%的钯 碳催化剂的质量g :苄基三乙基氯化铵质量g :质量浓度为32X的Na0H溶液的体积ml : 水的体积ml的比为88-92 : 82 : 3. 2 : 21.2 : 53 : 130，向反应器内加入2-溴-6-甲基吡啶、二水合甲酸钠、含钯质量浓度为5%的钯碳催化剂、苄基三乙基氯化铵、质量浓度 为32%的NaOH溶液和水，搅拌，加热至回流反应48h，每隔4_8h按照二水合甲酸钠质量g : 二水合甲酸钠质量g::含钯质量浓度5X的钯碳催化剂质量g :苄基三乙基氯化铵质 量g :质量浓度为32%的NaOH溶液的体积ml的比为3. 8 11. 5 : 0. 8 1.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稀土銪荧光螯合剂为４，４′－二溴－６，６′－二（Ｎ，Ｎ－二（乙氧基羰甲基）氨甲基）－２，２′－联吡啶，其化学式为Ｃ↓［２８］Ｈ↓［３６］Ｎ↓［４］Ｏ↓［８］Ｂｒ↓［２］，其结构式下：　　＊＊＊。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：潘利华，李俊玲，徐经伟，马世盐，郑经康，谢文兵，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]