[发明专利]以萘酰亚胺为核的双通道铜离子探针及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于有机化学领域，具体涉及一种以萘酰亚胺为核的新型的双通道铜离子探针及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，双通道紫外-荧光探针以其高选择性、高灵敏性、实时性、对样品无损害性等优点引起了科学家的关注，已经被广泛应用于环境科学、生物学和医学等领域。但是到目前为止，很少有文献报道双通道紫外荧光探针用于检测环境中的铜离子。因此，设计和合成一种新的用于检测铜离子的双通道紫外荧光探针具有重要意义。

萘酰亚胺衍生物由于其稳定的光物理性质、易修饰性、大的共轭体系，已经被广泛地应用于光电功能材料的研究。我们设计并合成了一个以萘酰亚胺为核的双通道铜离子探针。该探针不仅能够肉眼可见地检测铜离子，而且能够快速地实现对溶液中铜离子的荧光检测，反应时间30秒。此外，该探针可以吸附在硅胶板上检测不同溶度的铜离子，以及细胞内铜离子检测。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种以萘酰亚胺为核的双通道铜离子荧光探针及其制备方法。本发明的制备条件温和，制备出的铜离子荧光探针具有良好的光电特性，能方便快捷地检测环境中的铜离子，并可以吸附在硅胶板检测环境中的铜离子，以及实现对细胞内铜离子的荧光探测。

本发明提供的技术方案具体如下：

一种以萘酰亚胺为核的双通道探针(以下简称NDI-Py)，具有式(I)所示的结构：

一种制备上述以萘酰亚胺为核的双通道探针的方法，包括以下步骤：

(1)将二氯异腈脲酸钠的水溶液加入KBr水溶液中，机械搅拌24小时，抽滤得到白色固体DBI，其结构式为

(2)把1,4,5,8-萘四酸酐溶于浓硫酸溶液中，升温至120～130℃后将DBI加入，继续反应15-25小时，反应结束后将反应液倒入冰水中，减压抽滤，得到淡黄色固体化合物1，其结构式为

(3)在氮气保护下，将化合物1溶于冰醋酸中，升温至120～130℃后将2-氨基乙氧基乙醇加入，继续反应6小时，反应结束后冷却至室温，减压抽滤得到红色固体状的粗产品，将粗产品用硅胶柱层析法分离提纯，真空干燥，得到化合物2，其结构式为

(4)在氮气保护下，将化合物2和2-甲氨基吡啶一同溶于无水四氢呋喃中，先室温反应30分钟，再回流反应6h；反应结束后冷却至室温，分离提纯，真空干燥，得到化合物3，其结构式为

(5)在氮气保护下，将化合物3和2-乙基己胺一同溶于N,N-二甲基甲酰胺中，然后在100℃下反应3-5小时，反应结束后冷却至室温，分离提纯，真空干燥，得到式(I)所示的化合物。

步骤(1)中二氯异腈脲酸钠和KBr的摩尔比为1:2。

步骤(2)中1,4,5,8-萘四酸酐和DBI的摩尔比为1:2。

步骤(3)中化合物1和2-氨基乙氧基乙醇的摩尔比为1:4。

步骤(4)中化合物2和2-氨甲基吡啶的摩尔比为1:1。

步骤(5)中化合物3和2-乙基己胺的摩尔比为1:2。

步骤(3)中分离提纯所用的淋洗液是体积比为40:1的二氯甲烷和丙酮的混合液；步骤(4)中分离提纯的方法为：先用旋转蒸发仪除去有机溶剂，然后以体积比为5:1的氯仿和乙酸乙酯的混合液为淋洗剂，将粗产品过硅胶柱；步骤(5)中分离提纯的方法为：将反应后的反应液倒入水中，然后用二氯甲烷萃取，合并有机相后干燥，再用旋转蒸发仪除去有机溶剂得到粗产品，以体积比为1:2的石油醚和乙酸乙酯为淋洗剂，将粗产品过硅胶柱。

上述以萘酰亚胺为核的双通道探针在铜离子检测领域中的应用。

本发明具有以下优点和有益效果：

本发明制备条件温和，制备出的探针NDI-Py具有良好的光电特性，不仅能在溶液中通过颜色肉眼可见地检测环境中的铜离子(如图2所示)以及通过荧光的变化快速地检测铜离子(如图3所示)，并且可以吸附在硅胶板上检测环境中不同浓度的铜离子(如图4所示)以及检测细胞内的铜离子(如图5所示)。

附图说明

图1为式(I)所示的化合物NDI-Py的合成路线图。

图2为NDI-Py检测铜离子的紫外和荧光光谱图；其中，图2(A)为紫外光谱图，图2(B)为荧光光谱图。

图3为NDI-Py对铜离子荧光检测的反应时间曲线图。