[发明专利]一种基于苯并吡喃二酮的铜离子荧光探针及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种荧光探针，尤其涉及一种基于苯并吡喃二酮的铜离子荧光探针及其制备方法。

背景技术

铜离子是维持生物体正常生命活动不可缺少的必须微量元素之一，含量虽低，但它的作用却至关重要。当机体内铜离子浓度超出或低于细胞所需的浓度范围时就会扰乱生命系统的正常活动而使细胞中毒引起严重的铜代谢障碍疾病。水或食物受铜离子污染后，经饮用或食用进入人体，当铜离子含量过高时，会导致Wilson疾病及肾脏受损等。因此对自然环境和生物体内铜离子的检测尤为重要。

苯并吡喃酮及其衍生物是一类重要的有机杂环化合物，它们在抗凝结，抗癌症以及抗艾滋病病毒方面都有相当显著的生物活性。苯并吡喃酮化合物具有良好的光物理性质、与铜离子较好键合作用并具有特殊的生理活性，故这类化合物可以应用于铜离子探针和生物成像等领域。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型基于苯并吡喃二酮的铜离子荧光探针，该探针对铜离子响应迅速，灵敏度高。

本发明的另一目的在于提供上述基于苯并吡喃二酮的铜离子荧光探针的制备方法，该方法对温度的要求低，容易控制，产品易于分离、收率高、纯度高。

本发明采用的技术方案如下：

    一种基于苯并吡喃二酮的铜离子荧光探针，其特征在于，其结构式为：

所述R为4-N, N-二乙胺基苯或7-N, N-二乙胺基香豆素。

    一种上述基于苯并吡喃二酮的铜离子荧光探针的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：

（1）4-羟基香豆素在冰醋酸中乙酰化，得中间体A；

（2）R-CHO、中间体A和吡咯烷在有机溶剂中反应，得苯并吡喃二酮类化合物铜离子荧光探针；

中间体A为4-羟基香豆素酮，其结构式为：

。

本发明中所述R-CHO为4-N,N-二乙胺基苯甲醛或7-N,N-二乙胺基香豆素醛。4-N,N-二乙胺基苯甲醛结构式为：

；

7-N,N-二乙胺基香豆素醛结构式为：

。

    本发明制备方法的合成路线为：

    本发明的制备方法中，步骤（1）采用下述方法完成：

    在反应容器中依次加入冰醋酸和4-羟基香豆素，加热至开始回流后，缓慢滴加三氯氧磷的冰醋酸溶液，再继续加热回流3.5h以上，分离提纯；

    所述冰醋酸和4-羟基香豆素的比例为1ml：2mmol；

    所述三氯氧磷的冰醋酸溶液中三氯氧磷和冰醋酸的体积比为1：8；

    所述冰醋酸和三氯氧磷的冰醋酸溶液的体积比为1：2.25。

    本发明的制备方法中，步骤（2）采用下述方法完成：R-CHO、中间体A和吡咯烷加入到有机溶剂中，室温搅拌12h以上，减压过滤，有机溶剂清洗后得目标产物。该反应为摩尔比为 1:1 的反应，实际操作过程中可以使其中任何

一种原料过量，不影响反应；溶剂的用量只要能使原料完全混溶即可。

    上述制备方法中，步骤（2）中的R-CHO为7-N, N-二乙胺基香豆素醛时，它是采用下述方法制备的：

a.将摩尔比为1:2:1的二乙氨基水杨醛：丙二酸二乙酯 ：哌啶加入到有机溶剂中，在120℃条件下回流18h，减压抽滤分离取溶液；再向其中加入浓盐酸与冰醋酸，在115℃条件下搅拌19h，冷却至室温，将所得溶液倒入冰水中，用NaOH溶液调节pH=5，得到沉淀物，室温搅拌1h，抽滤水洗干燥，得到中间产物；

    所述反应物总量与有机溶剂体积比为2:15；

    所述浓盐酸或冰醋酸与有机溶剂的体积比为2:3；

b.将重蒸过的DMF加入到POCl₃中，在N₂环境中搅拌30min，得红色澄清溶液；

    所述DMF与POCl₃的体积比为1:1；

将a步所得中间产物溶解在重蒸过的DMF中，逐滴加入到b步所得红色澄清溶液中，在70℃环境中搅拌16h后，倒入冰水中，用NaOH溶液调节pH=5.2，产生的沉淀过滤水洗干燥，用无水乙醇重结晶，得到7-N, N-二乙胺基香豆素醛。

所述步骤（1）中：有机溶剂优选为乙醇；更优选地，所述的分离提纯方法为：将反应产物冷却后抽滤，冰醋酸洗涤，乙醇重结晶。