[发明专利]一种荧光探针化合物及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种荧光探针化合物及其制备方法和用途。

背景技术

钯材料和钯化合物在材料和化学催化合成领域扮演着重要功能，钯金属材料被广泛应用于牙科材料、汽油燃烧催化剂、电子产品和珠宝领域；各类钯化合物作为优良的催化剂在精细化学品合成和药物合成中得到广泛应用。作为一种亲硫稀有过渡金属，由于可以和生物体中的氨基酸、硫蛋白以及DNA等生物大分子结合，钯化合物对人体健康具有严重的危害作用。最近的研究证明，钯化合物甚至于可以在活细胞中进行催化Suzuki-Miyaura反应【R.M.Yusop，A.Unciti-Broceta，E.M.V.Johansson，R.M.Sánchez-Martín and M.Bradley，Na t.Chem.2011，3，239.】。国外政府规定：精细化学品和药物中间体中钯化合物的含量需低于10ppm【C.E.Garrett and K.Prasad，Adv.Synth.Catal.2004，346，889.】。钯用于设计催化转化器，有效地控制汽车尾气污染问题，但与此同时，钯也在公路附近的土壤(＜0.3ppm)及植物中大量沉积。雨水会把这些沉积在土壤中的钯带入河流、湖泊及海洋中，进一步造成水系统的污染。另外，钯作为催化剂常用于合成结构复杂的化合物，在制药工业中有着极其重要的应用。尽管在催化反应中广泛应用，大量的钯将残留在产物(通常300-2000ppm)及反应器中，会造成潜在的污染。例如，药物中限制钯含量在5-10ppm。

传统的钯检测方法通常有原子吸收光谱法，等离子发射光谱法，固相微萃取-高效液相色谱联用法，X射线荧光法等，但是这些方法往往需要复杂的样品预处理过程，需要经过专门培训的人员进行操作，检测成本较高，因此应用受到很大的限制。荧光探针具有灵敏度高、选择性好、反应时间快、能够实现可视化检测等特点，受到普遍的重视。由于钯离子是“开壳”过渡金属离子，具有很强的荧光淬灭作用，目前钯离子检测用分子探针多数是基于比色法、荧光淬灭法等。

因此，发展用于可高灵敏、高选择性检测痕量钯化合物的荧光探针对维护人类健康和环境保护尤其重要。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种效果很好的检测钯化合物的荧光探针化合物，为环境分析、精细化学品、药物分析和钯化合物的生物毒理机制研究提供良好的分析检测手段；目的之二是提供工艺简单、成本低廉的该荧光探针化合物的合成方法；目的之三是提供该荧光探针化合物的用途。

在第一方面，本发明提出了一种荧光探针化合物，有如下结构通式A：

其中，X₁、X₂各自独立选自H、Cl。

优选地，该化合物具有螺内酯结构。

本发明所述的荧光探针化合物，其核心为荧光素的螺环内酯结构(式A)对探针的光学信号实现控制，并利用P,N和O原子对钯离子的配位作用实现选择性。探针在原始状态下荧光强度较弱，当探针和钯离子作用时，由于电子微扰作用，探针的螺环内酯结构被打开，受激化而产生荧光强度的大幅度增加，并且选择性高、检测的灵敏度高，检测限可达到2×10^-8摩尔数量级；该类探针材料的制备方法简单易行、成本低；同时，由于这类荧光素分子探针材料具有一定的水溶性，因此可在水和乙醇混合溶剂体系中进行检测，使其应用更加广泛。

在第二方面，本发明还提供了荧光探针化合物的制备方法，包括：

(1)4-甲酰基荧光素(式B)溶解于无水乙腈，在乙腈溶液中滴加1.1～1.2当量的2-胺基苯基二苯基膦(DPPA)，置于室温反应20～28小时，得式A反应物：

其中，X₁、X₂各自独立选自H、Cl；

(2)将步骤(1)的反应物抽滤，得到固体产物，并用乙腈、乙醚分别洗涤2～3次；

(3)步骤(2)的固体产物用二氯甲烷/石油醚重结晶分离，得纯品。

优选地，步骤(1)中，置于室温反应24小时。

优选地，所述4-甲酰基荧光素选自4-甲酰基荧光素及其衍生物。

优选地，所述4-甲酰基荧光素衍生物选自4-甲酰基-2，7-二氯荧光素。

在第三方面，将本发明的检测钯化合物的荧光探针化合物用于环境分析、精细化学品和药物产品中钯残留物分析和钯化合物的生物毒理机制研究的生物化细胞和或组织内钯化合物的分析检测和荧光成像检测。