[发明专利]一种用作联氨荧光探针的苯并噻唑-苯腈类化合物及其制备和应用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种联氨荧光探针苯并噻唑-苯腈类化合物及其制备方法，属于化学领域和荧光探针领域。 

背景技术

近年来，医学研究发现联氨具有致癌作用，长期接触可以导致基因变异。然而作为强还原剂和发泡剂，在过去的几十年中联氨在化学合成、物理、以及工业生产等过程中有有广泛应用，尤其是在工业生产中，经常会大量使用联氨作为发泡剂和抗氧化剂，对环境和生态保护造成了巨大压力。此外，联氨还是火箭燃料的一种，在干燥条件下具有易燃易爆的特点。因此对联氨的探测具有重大意义。 

目前可用于测量联氨的方法一般包括试纸测量法，电极法和荧光探针法。其中试纸测量法准确程度较低，并且受主观因素影响较大，而且很难准确测量联氨的浓度。电极法比pH试纸测量法准确度有极大提高，并已实现商业化应用，但是存在电微扰，酸碱偏差等问题，而且测量精度较低，一般在ppm量级。而荧光探针法与前两种方法相比具有灵敏度高、选择性好、简便易用以及便于观察的特点，通过调整结构，可以实现复杂环境下极低浓度联氨的准确测量。但是目前可用于探测联氨的荧光探针较少，并且已有的联氨荧光探针检测限依然较高，而且反应速率很慢（约10-30分钟）。 

基于光致电荷转移机理的荧光团，其基本结构为给电子基团与吸电子基团共轭相连，由于具有较大的共轭平面和刚性结构，因而有更高的荧光量子效率和更好的稳定性，有利于提高探针的检测灵敏度。负责与联氨反应的基团在连接到这种结构的荧光团上之后，可以增强提高反应速率。 

发明内容

本发明目的是提供一种可用于检测复杂环境下，超低浓度的联氨荧光探针苯并噻唑-苯腈类化合物及其制备方法。 

为实现上述目的，本发明的用作联氨荧光探针的苯并噻唑-苯腈类化合物，其结构式如（I）所示： 

式中R为乙烯基、乙炔基、苯乙烯基、苯乙炔基、联苯基或二萘嵌苯基，以及芴基，9，9-二醚芴基。 

本发明的用作联氨荧光探针的苯并噻唑-苯腈类化合物的制备方法，以对溴苯甲醛和邻氨基苯硫酚为原料通过脱水成环反应，偶联反应与对溴苯甲醛衍生物连接，与丙二腈通过脑文格反应生成联氨荧光探针苯并噻唑-苯腈类衍生物，其具体步骤如下： 

（1）搅拌下，将浓度为0.05～0.8mol/L的对溴苯甲醛、邻氨基苯硫酚和冰乙酸依次加入磷酸三乙酯中，升温至50-90℃，加入四乙酸铅，继续搅拌0.5-4小时后冷却至室温，萃取，收集有机相并蒸干溶剂，柱层析分离，得到2-（4-溴苯基）苯并噻唑，上述的对溴苯甲醛、邻氨基苯硫酚和四乙酸铅的摩尔比为1:0.8～1.2:0.8～3.0，冰乙酸与磷酸三乙酯的体积比为1:7～15； 

（2）将2-（4-溴苯基）苯并噻唑、2-甲基-3-丁炔-2-醇、双三苯基磷二氯化钯和碘化亚铜溶于甲苯和三乙胺的混合溶液中，70～90℃下回流搅拌8～24小时，蒸干溶剂，柱层析分离得到4-（4-苯并噻唑基苯基）-2-甲基-3-丁炔-2-醇，所述的2-（4-溴苯基）苯并噻唑与2-甲基-3-丁炔-2-醇的摩尔比为1:0.8～6.0，双三苯基磷二氯化钯与碘化亚铜的摩尔比为1:0.5～4.0，双三苯基磷二氯化钯与2-甲基-3-丁炔-2-醇的质量比为1:1～20，三乙胺与甲苯的体积比为1:0.5～20； 

（3）将4-（4-苯并噻唑基苯基）-2-甲基-3-丁炔-2-醇和浓度为0.5～2mol/L的氢氧化钾溶于甲苯中，100～120℃下搅拌反应2小时，蒸干溶剂，用二氯甲烷萃取，利用柱层析分离提纯，得到2-（4-乙炔基苯基）苯并噻唑，上述的4-（4-苯并噻唑基苯基）-2-甲基-3-丁炔-2-醇与氢氧化钾的摩尔比为1:5～20； 

（4）将2-（4-乙炔基苯基）-苯并噻唑和对溴苯甲醛衍生物溶于三乙胺和甲苯的混合溶液中，在氩气保护下加入双三苯基磷二氯化钯和碘化亚铜，室温搅拌2-15小时，反应结束后倾入水中，萃取，所得有机相混合并蒸干溶剂，利用柱层析分离提纯，得到苯并噻唑-苯甲醛衍生物，所述的2-（4-乙炔基苯基）-苯并噻唑和对溴苯甲醛衍生物的摩尔比为1:0.8～1.5，双三苯基磷二氯化钯与碘化亚铜的摩尔比为1:0.5～4.0，双三苯基磷二氯化钯与2-（4-乙炔基苯基）-苯并噻唑的质量比为1:1～20，三乙胺与甲苯的体积比为1:0.5～20； 

（5）将苯并噻唑-苯甲醛衍生物溶于乙醇溶液中，在室温搅拌下加入丙二腈，丙二腈与苯并噻唑-苯甲醛衍生物的摩尔比为1:0.5～5.0，升温至40～80℃，蒸干溶液并用柱层析法分离提纯，得到联氨荧光探针的苯并噻唑-苯腈类化合物。