[发明专利]对CL-20有传感功能的荧光小分子探针及制备方法、使用方法

说明书

技术领域

本发明的实施方式涉及化工领域小分子探针的制备，更具体地，本发明的实施方式涉及一种在水溶液中对CL-20有传感功能的荧光小分子探针及其制备方法和使用方法。

背景技术

CL-20等高能、高密度的聚硝铵化合物是一种新型的含能材料。对CL-20的检测对国土安全，军事行动和环境检测具有重要意义。目前已有多种方法用于CL-20的检测，如高效液相色谱、质谱、毛细管电泳等。这些方法展现了良好的检测限和宽的线性范围，然而使用这些方法时，常常需要费用高昂的设备或进行繁琐的样品预处理。

基于荧光增强的荧光传感器可以很好地用于爆炸物的检测。因为这种传感器选择性和灵敏度高并能降低干扰因素影响。荧光材料1，8-萘酰亚胺及其衍生物在水溶液中对硝基芳烃爆炸物的检测主要通过π-π作用和静电相互作用。然而这种方法在水溶液中对Cl-20的检测是不可行的，因为水溶液的强极性将破坏捕获Cl-20的驱动力。为了增强在水溶液中对Cl-20的结合能力，必须在1，8-萘酰亚胺检测系统中引入一种对CL-20进行有效结合的结合位点。

环糊精是一种重要的大环主体，它具有一些重要的性质如水溶性、无毒、易于修饰和与客体分子如荧光染料形成络合物。荧光染料与环糊精的包合作用易引起其荧光性能的显著变化，特别是荧光强度的变化。相反，它的解析过程则可以恢复这种变化，其过程能够被精确的监测并用于分析物的检测。目前，通过共价键连接的环糊精/染料配合物已经成功的应用于分析物的检测。例如芘，萘，丹酰，萘酰亚胺等荧光团修饰的环糊精衍生物已用于有机分子的检测。在检测过程中，环糊精孔作为结合位点，荧光团为信号单元。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种在水溶液中对CL-20有传感功能的荧光小分子探针及其制备方法、使用方法的实施方式，该荧光小分子探针在水溶液中对CL-20具有强捕获能力，能够简便快捷的对CL-20进行检测而不需要费用高昂的设备和繁琐的样品预处理。

为解决上述的技术问题，本发明的一种实施方式采用以下技术方案：

一种在水溶液中对CL-20有传感功能的荧光小分子探针，所述荧光小分子探针是4-甲基哌嗪-1,8-萘酰亚胺-γ-环糊精，具体结构如下：

一种在水溶液中对CL-20有传感功能的荧光小分子探针的制备方法，包括如下步骤：

（1）将γ-环糊精分散于适量水中，并在冰水浴中缓慢滴加氢氧化钠的乙腈溶液，当溶液完全澄清时再缓慢滴加对甲苯磺酰氯的乙腈溶液，此时有白色沉淀出现，滴加完毕后在室温下反应3.5～4.5h,调节pH值至5.8～6.2，经过滤、重结晶，得到对甲苯磺酰基-γ-环糊精，所述γ-环糊精、氢氧化钠、对甲苯磺酰氯的摩尔比为1:1.2～1.3：1.4～1.5；

（2）将对甲苯磺酰基-γ-环糊精溶于适量DMF中，再加入叠氮化钠，在氮气保护，104～108℃下反应3.5～4.5h后,经沉降、过滤、重结晶得到6γCDN₃，所述的对甲苯磺酰基-γ-环糊精与叠氮化钠的摩尔比为1:1.5～2.5；

（3）将4-溴-1,8-萘二甲酸酐溶于适量吡啶中，完全溶解后加入4-甲基哌嗪和三乙胺，回流7.5～8.5h，经浓缩，沉降，过滤得到4-甲基哌嗪-1,8-萘二甲酸酐，所述的4-溴-1,8-萘二甲酸酐、4-甲基哌嗪和三乙胺的摩尔比为1:1.2～1.5：0.001～0.002；

（4）将4-甲基哌嗪-1,8-萘二甲酸酐分散于乙醇中，在氮气保护下加入2-炔丙基-1-胺，将混合物回流5.5～6.5h，过滤后用冰冻的无水乙醇洗涤得到N-炔丙基-4-甲基哌嗪-1,8-萘酰亚胺，所述的4-甲基哌嗪-1,8-萘二甲酸酐与2-炔丙基-1-胺的摩尔比为1:1.1～1.3；

（5）将6γCDN₃、N-炔丙基-4-甲基哌嗪-1,8-萘酰亚胺，Cu(PPh₃)₃Br溶于适量DMF中，在氮气保护，50～60℃下反应11.5～12.5h，经沉降、过滤、重结晶后得4-甲基哌嗪-1,8-萘酰亚胺-γ-环糊精，所述的6γCDN₃，N-炔丙基-4-甲基哌嗪-1,8-萘酰亚胺，Cu(pph₃)₃Br的摩尔比为1:1:0.02。

更进一步的技术方案是：所述6γCDN₃的结构为：