[发明专利]一种喹哪啶衍生物b荧光、比色试剂及制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属有机合成和分析化学领域，具体地说是一种喹哪啶衍生物b荧光、比色试剂及制备方法和应用。

背景技术

微量金属和非金属元素的分析检测大多采用原子发射、原子吸收光谱或传统的比色分光光度法、极谱法、离子色谱等。有些技术灵敏度较低，有些则需要较大型的分析仪器或试剂消耗、污染较大、操作繁琐等。近年来出现的荧光探针技术，利用探针对分子、离子的选择性结合和光谱特性的改变，通过荧光信号和颜色变化来表达分子识别信息，实现在分子水平上的原位实时检测，达到对生物过程和环境相关金属、非金属离子、分子的特效识别。这类荧光探针技术在生命、环境、材料及信息科学等领域已得到了广泛的应用。利用典型结构的有机分子作为平台，设计、制备灵敏度高、选择性好、光学性能优越的各类荧光探针分子，从分子结构的新颖性，合成工艺路线的可行性而言，相关研究非常具有挑战性。

8-羟基喹哪啶又名2-甲基-8-羟基喹啉，是8-羟基喹啉的一种衍生物，为重要的精细有机合成中间体，广泛用作金属离子的萃取剂及荧光分析试剂，也用作制备高强度和高稳定性的二价非线性光学物质。将8-羟基喹哪啶键合在树脂上，能有效地吸附铜和铅等金属离子；8-羟基喹啉与金属铝的配合物作为一种发光物质被用于有机电致发光器件中的发射材料，同时具备发光和电子传递性质。8-羟基喹哪啶的金属配合物的分子结构具有独特的不对称和平面构型的特性而呈现优越的发光特性。8-羟基喹哪啶镓配合物发射出强的蓝绿色荧光。另一方面，8-羟基喹哪啶的硝化物和氯化物还是治疗消化系统重要药物，它的衍生物具有多种生理功能。基于8-羟基喹哪啶独特的分子结构和性能，若在其结构上进行简单修饰，扩展分子的共轭结构，增强分子发光量子产率，改变其配位能力，提高对特定离子配合的选择性，从而开发出新型离子探针试剂。

发明内容

本发明的目的在于在8-羟基喹哪啶独特的分子结构、性能上进行修饰，扩展分子的共轭结构，增强分子发光量子产率，改变其配位能力，提高对特定离子配合的选择性，从而大大提高离子检测的灵敏度和选择性。

本发明一种喹哪啶衍生物b荧光、比色试剂及制备，是以8-羟基喹哪啶为原料与2,4-二羟基苯甲醛发生Knoevenagel（克脑文盖尔）缩合反应，在8-羟基喹哪啶的2-位引入共轭结构芳环基团，得到中间体a，简称中间体a，在吡啶/水的混合溶剂中将中间体a进一步水解即可得到衍生物b，简称衍生物b；化学名称分别是a：(E)-2-(2,4-二乙酰氧基苯基)乙烯基-8-乙酰氧基喹啉；b：(E)-2-(2,4-二羟基苯基)乙烯基-8-羟基喹啉；两种衍生物的化学结构式为：

中间体a：(E)-2-(2,4-二乙酰氧基苯基)乙烯基-8-乙酰氧基喹啉

分子式：C₂₃H₁₉NO₆

分子量：405.12

熔  点：131-133℃

溶解性：溶于氯仿、丙酮、二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺等

光谱性质：在乙腈溶液中的荧光激发波长是350nm，发射波长是415nm；紫外-可见吸收最大波长是302nm、350 nm。

衍生物b：(E)-2-(2,4-二羟基苯基)乙烯基-8-羟基喹啉

分子式：C₁₇H₁₃NO₃

分子量：279.09

熔  点：195-197℃

溶解性：溶于四氢呋喃、甲醇、乙醇、乙腈、二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺等

光谱性质：在乙腈溶液中的荧光激发波长是360nm，发射波长是420nm，在乙腈/水（v/v，5/2）溶液中，465nm波长激发下无荧光发射；紫外-可见吸收最大波长是356nm。

本发明一种喹哪啶衍生物荧光、比色试剂的制备方法是以8-羟基喹哪啶，2,4-二羟基苯甲醛为原料，分别以乙酸酐，吡啶/水为溶剂，首先合成中间体a：(E)-2-(2,4-二乙酰氧基苯基)乙烯基-8-乙酰氧基喹啉；再由中间体a在吡啶/水的混合溶剂中水解得到衍生物b：(E)-2-(2,4-二羟基苯基)乙烯基-8-羟基喹啉，合成路线如下：