[发明专利]噻唑并吡啶酮化合物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种噻唑并吡啶酮化合物及其制备方法和应用，该噻唑并吡啶酮化合物的结构式为：该噻唑并吡啶酮化合物的制备方法包括：将柠檬酸与N‑乙酰‑L‑半胱氨酸通过热解法制备噻唑并吡啶酮碳点荧光团。再将噻唑并吡啶酮碳点荧光团通过色谱分离，以获得所述噻唑并吡啶酮化合物。该新化合物的表征和形成为荧光碳点形成的机理和研究提供了思路。并且该新化合物和以及含有该化合物的荧光团具有优异的荧光性能，同时也具有很好的生物相容性，能够和细胞进行很好的结合，在细胞成像领域具有很好的应用价值。

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，具体而言，涉及一种噻唑并吡啶酮化合物及其制备方法和应用。

背景技术

荧光碳量子点(carbon dots，CDs)是在空间维度上具有量子尺寸，于2004年纯化所合成的单壁碳纳米管的过程中发现的一种具有光致发光现象的一类近球形纳米材料。作为一种具有优良属性的纳米材料最吸引人的地方在于它的光致发光现象，即在外界光源的照射下，不同的CDs能够发出不同颜色的荧光。

CDs经过多年的研究，已经广泛应用于化学和生物等多个领域。CDs最常规的应用是进行Cu²⁺、Fe³⁺和Al³⁺的离子检测。此外，CDs可以作为光化学反应的催化剂。如利用制备的金属-CDs聚合物作为加快有机物降解的催化剂。其原理在于CDs在外界光源作用下能够捕获电子产生光生电子-空穴对，捕获的电子再经过金属转移到溶液中，溶液中的氧气与电子反应生成氧自由基，其高氧化性能够快速使有机物降解。另外，CDs也被应用于细胞成像。一些科学家发现MCF-7细胞与CDs孵育后在外界光源作用下能够发出荧光，这一特性开启了人们对CDs在细胞成像上的探索之旅，后经过十几年的发展，有了现在人们视野中众多细胞成像的应用。

对CDs形成过程和荧光机理的研究有利于CDs的可控性合成，能减少合成的盲目性，是当前研究的重点。然而，由于合成CDs的实验方案是多样且复杂的，再加上监控CDs形成过程方法的不完善，CDs的形成过程仍然是一个开放性的话题，荧光机理研究仍然需要被深入。并且，通过现有方法获得的荧光碳点的生物相容性很难达到预期，造成其应用受到限制。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种噻唑并吡啶酮化合物及其制备方法和应用，以改善上述问题中的至少一个问题。

本发明是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种噻唑并吡啶酮化合物，其结构式为：

第二方面，本发明实施例还提供了上述噻唑并吡啶酮化合物的制备方法，其包括：将柠檬酸与N-乙酰-L-半胱氨酸通过热解法制备噻唑并吡啶酮碳点荧光团。再将噻唑并吡啶酮碳点荧光团通过色谱分离，以获得所述噻唑并吡啶酮化合物。

可选地，热解法制备噻唑并吡啶酮碳点荧光团的步骤包括：

上述制备噻唑并吡啶酮化合物的过程中，将柠檬酸与N-乙酰-L-半胱氨酸在水中混合溶解后再干燥以获得混合干燥物，将混合干燥物的醇溶液去除醇溶剂在120～240℃下反应生成噻唑并吡啶酮碳点荧光团。

可选地，柠檬酸与N-乙酰-L-半胱氨酸的摩尔比为1～3：1。

可选地，干燥温度为50～80℃，优选68～72℃，干燥时间为11～13小时；可选地，反应温度为180～220℃，反应时间为1～3小时。