[发明专利]一种N-(2-羟基-5-氯苯)基罗丹明B酰肼的制备及其应用

说明书

本发明提供了一种N‑(2‑羟基‑5‑氯苯)基罗丹明B酰肼的制备及应用，属于有机材料合成及应用技术领域。本发明采用液相合成方法，首先将过量的水合肼加入罗丹明B乙醇溶液中，加热回流反应后得到初始产物，然后再分别采用浓盐酸和氢氧化钠溶液调节反应体系至中性，获得还原后的中间产物罗丹明B酰肼；接着再将罗丹明B酰肼与5‑氯水杨醛进一步于甲醇中反应并重结晶制得可用于锌离子快速、灵敏和高选择性识别甚至微量检测的N‑(2‑羟基‑5‑氯苯)基罗丹明B酰肼。该化合物的合成工艺简单，反应条件温和，试剂用量少，制作成本低廉，环境污染少，而且其光学特性和生物相容性均较好，可发展作为一种全新的生物体内锌离子识别的荧光探针。

技术领域

本发明属于有机 材料合成及应用技术领域，具体涉及一种简便制备罗丹明B 衍生物荧光传感材料的合成方法及其应用。

背景技术

锌离子是生物体内必需的微量元素之一，在人体中主要存在于大脑、胰腺及精细胞中，它在基因表达、细胞凋亡、酶的调节和神经传递等方面起着非常重要的生理作用。缺少锌离子将会导致包括神经损伤、癫痫症、暂时性全脑缺血、老年痴呆症等在内的很多疾病，同时锌离子还是一种重金属离子，锌矿开采、冶炼加工、机械制造以及镀锌等工业都会对环境造成极大的污染，因此寻找能够快速非侵入性识别和评价生物体内或环境中锌离子浓度的方法和技术具有非常大的研究意义。测定锌离子的方法很多，如原子吸收法、高效液相色谱法、电感耦合等离子体质谱法、化学发光法和电化学法等。相比较而言，荧光传感分析法不仅操作简单，而且在灵敏度、选择性、响应时间、实时在线测定、远距离检测和不破坏样品等方面有突出优势。近年来，基于喹啉、联吡啶、芘等基团的分子探针用作光学传感器识别或检测微量生物体内和环境中的锌离子已有大量文献报道，但是这些分子探针要么结构较为复杂、合成原料价格昂贵，要么合成步骤较为复杂，识别灵敏度也不高。

罗丹明基荧光染料是以氧杂蒽为母体的碱性染料,由于其具有较高的荧光量子产率、长波吸收、短波发射、优良的水溶性和生物相容性，受到了广大分析科研工作者的关注。罗丹明衍生物内部含有“开-关”平衡的内酯螺环结构，并在不同环境下可实现醌式和内脂式互变异构，因此最近已经发展成为有应用潜力的荧光分子开关。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的生物体内或环境中锌离子识别和检测方法复杂、仪器昂贵、过程繁琐、识别响应灵敏度不高、选择性差等缺陷，而利用荧光传感的基本原理，通过两步反应、温和的反应条件、价廉易得的原料功能导向性设计合成光学性能好、结构新颖的罗丹明B衍生物并采用设备简单的荧光分析法来高灵敏度特异选择性地识别检测锌离子。

本发明一种可用于锌离子荧光识别和检测的N-(2-羟基-5-氯苯)基罗丹明B 酰肼的制备方法，具体包括以下步骤：首先将罗丹明B溶于适量乙醇中，搅拌后加入水合肼，加热回流还原反应一定时间后浓缩溶剂，得到黄色粗产物，再分别采用浓盐酸和一定浓度的氢氧化钠调节反应介质酸度至近中性后，析出大量沉淀，过滤、干燥后获得淡粉色罗丹明B酰肼中间产物粉末；接着将罗丹明B 酰肼与5-氯水杨醛共同溶解于适量甲醇中，并加热回流反应，析出白色固体，冷却至室温后，抽滤、洗涤、真空干燥，最终用无水乙醇重结晶两次后获得N-(2- 羟基-5-氯苯)基罗丹明B酰肼浅肤色产物(其合成路线如下式所示)。

上述罗丹明B衍生物可以作为荧光分子探针在锌离子荧光识别中加以应用。

本发明所使用的罗丹明B衍生物采用溶液合成法制备，参考相关材料(Zeng X,WuC,Dong L,Mu L,Xue S F,Tao Z.A new tripodal rhodamine B derivative as a highlyselective and sensitive fluorescence chemosensor for copper(II).Sci China SerB-Chem.2009,52(4):523-528.)

本发明的科学原理：