CN101440062A

CN101440062A - N-酰基-8-氨基喹啉衍生物的合成及其作为荧光分子探针的应用

Info

Publication number: CN101440062A
Application number: CNA2007101446700A
Authority: CN
Inventors: 郭祥峰; 贾丽华; 张宇; 司万霞; 徐世成; 徐智慧
Original assignee: Qiqihar University
Current assignee: Qiqihar University
Priority date: 2007-11-23
Filing date: 2007-11-23
Publication date: 2009-05-27
Anticipated expiration: 2027-11-23
Also published as: CN101440062B

Abstract

本发明以8－氨基喹啉为母体，可在喹啉母体的2、4、5位引入取代基，并在氨基上酰化合成了一系列新的酰氨基喹啉衍生物。这类结构相对简单、易于合成的化合物可在溶液中用于过渡和重金属离子的荧光检测，表现出高灵敏度和选择性，并成功地应用于活细胞内的锌离子荧光成像检测。该类化合物有希望广泛地应用于生物组织、细胞、环境、医学、工农业生产中的过渡金属和重金属离子分析检验及金属配合物催化等领域。

Description

N-酰基-8-氨基喹啉衍生物的合成及其作为荧光分子探针的应用

技术领域

本发明涉及N-酰基-8-氨基喹啉衍生物的合成及其作为荧光分子探针在溶液、细胞及生物组织内等对过渡金属和重金属离子的荧光检测。

背景技术

自从1987年6-甲氧基-8-对甲苯磺酰胺喹啉(TSQ)首先被应用于大脑、心脏及其它组织切片中Zn²⁺的成像以来，利用8-氨基喹啉为母体设计开发出的有机荧光分子化合物用于生物微环境中金属离子的检测得到了飞速的发展。人们一直致力于研究该类化合物与金属离子络合后的结构特征及动力学、热力学参数，并通过改善其水溶性和膜渗透性、增加其激发波长、提高其金属离子络合能力等途径来逐步完善这类化合物的结构。

目前已报道的8-氨基喹啉衍生物金属离子荧光分子探针的结构多为磺酰胺基喹啉，金属离子络合后导致探针分子内氢键被破坏，荧光光谱多表现为荧光强度增加、发射波长变化较小。利用探针的荧光强度变化检测金属离子易受多种因素干扰，如探针浓度、激发强度、检测环境的pH值、微环境极性及温度等。此外，该类化合物还具有水溶性较差、发射波长较短(小于500nm)、结合金属离子后的荧光仍相对较弱等缺点。因此，磺酰胺基喹啉衍生物在实际应用中具有一定的局限性。由于Zn²⁺在生命过程中的重要性，Zn²⁺荧光分子探针一直是荧光分子探针研究的热点。(Carol，P.；Sreejith，S.；Ajayaghosh，A.Chem.Asian J.2007，2，338-348)

本发明目的在于研制新结构的8-氨基喹啉衍生物金属离子荧光分子探针。通过8-氨基喹啉氨基的羧酰胺化及进一步的辅助识别基团和水溶性促进基团等的引入实现了新型羧酰胺喹啉衍生物在水溶液中对Zn²⁺的直接选择性荧光增强识别，并实现了细胞内Zn²⁺的荧光成像检测。该类探针合成简便、性能好，在化学、生物、医学、环境科学以及生产中的金属离子检测有广泛的潜在应用价值。

发明内容

一类新的以N-酰基-8-氨基喹啉为母体的化合物，其结构具有如下结构通式：

式中的取代基R₁为氢，卤素，氨基，氰基，醛基、肟、吡啶，喹啉，苯，苯酚、苯并咪唑、苯并噁唑、羧酸、羧酸C1～C6的脂肪醇酯，羧酸C1～C6的酰胺，C1～C6直链、支链或环烃基，C1～C6直链、支链或环烃基氧基，C1～C6直链、支链或环烃基胺基，含N、O、S杂和取代的C1～C6的烃。

R₂为氢，卤素，氨基，C1～C6的羧酸酰胺，直链苯，苯酚，C1～C6直链、支链或环烃基，C1～C6直链、支链或环烃基氧基，C1～C6直链、支链或环烃基胺基，含N、O、S杂和取代的C1～C6的烃。

R₃为氢，卤素，氨基，C1～C6的羧酸酰胺，硝基，C1～C6直链、支链或环烃基，C1～C6直链、支链或环烃基氧基，C1～C6直链、支链或环烃基胺基，含N、O、S杂和取代的C1～C6的烃。

R₄为C1～C12直链或支链脂肪胺基和烷氧基，聚合度在50以下的聚乙二醇基、氨基聚乙二醇和氮杂氨基聚乙二醇，24员环及其以下的氮杂冠醚等。

R₅为氢，C1～C6直链、支链或环烃基和烷氧基等。

n＝0～4。

在上述化合物结构中，酰化有利于喹啉8-位氨基的去质子化；酰基的α、β等位置引入的含氮等杂原子取代基团有利于促进金属离子的选择性络合。当探针与金属离子络合时，酰氨基的去质子化同时发生；8-氨基喹啉的分子内氢键被破坏，从而导致荧光分子探针荧光强度的显著增强。另外，酰胺上氢原子的离去使得8位氮原子向喹啉环的给电子能力增强，而喹啉环1-位氮原子上电子向金属离子的移动进一步加剧了分子内电子转移，从而导致荧光分子探针发射波长的红移。分子中的羟基、氨基和醚基等的引入既提供了金属配位原子，又提高了探针的亲水性。

本发明的荧光化合物可以在缓冲液中选择性的结合金属离子，发射波长发生明显的红移、荧光强度增强，从而实现金属离子的荧光增强检测。

本发明的荧光化合物合成简单，原料易得，而且具有很高的衍生性，比如2、4、5-位的取代基可以非常方便地更换成各种功能性基团，8-位酰胺部分也可以非常容易的连接各种基团。

本发明的荧光化合物能够在多种溶剂如水、甲醇、乙醇、DMF或DMSO中对过渡金属和重金属离子进行荧光增强检测。例如，在甲醇-水(体积比为1：9，0.01mol/L Tris-HCl，pH＝7.2)溶液中，荧光化合物浓度为1.0×10^-5mol/L，金属离子浓度为0-5×10^-5mol/L，未加金属离子前最大发射波长为440nm、荧光量子产率为0.023，加入金属离子后最大发射波长为515nm、荧光量子产率为0.18，荧光量子产率的增加与加入的金属离子的量显良好线性关系。当金属离子的浓度达到1.0×10^-5mol/L时，变化趋于平衡，荧光化合物与金属离子呈1：1络合。

本发明的荧光化合物能够在生物组织、细胞等微环境中对金属离子进行荧光增强检测。例如，在DMSO-水(体积比为1：9，0.01mol/L Tris-HCl，pH＝7.2)溶液中，荧光化合物浓度为4.0×10^-5mol/L，金属离子浓度为4.0×10^-5mol/L，将细胞用荧光化合物溶液于37℃下染色1h，未加金属离子前细胞发出微弱的蓝紫色荧光，加入金属离子后则细胞发出强烈的兰色荧光。

本发明的创新点是：

1.设计、合成了新结构的水溶性8-氨基喹啉衍生物金属离子荧光分子探针，能够直接用于缓冲溶液中对金属离子的荧光增强检测，且具有较高的选择性和灵敏度。该类探针可用于细胞内的Zn²⁺显微荧光成像检测。

2.该类化合物结构新颖，合成方法简单，原料易得，而且具有很高的衍生性，可以非常方便地更换各种功能性基团来调节化合物对不同金属离子的选择性，具有广泛的潜在应用价值。

附图说明

图1是荧光化合物加入锌离子后的荧光变化图，纵坐标表示荧光强度(相对值)，横坐标表示荧光波长(nm)。(详细条件见实施例29)

图2是荧光化合物加入不同金属离子后的荧光变化图，纵坐标表示荧光强度，横坐标表示金属离子种类，其中0为空白，1-15分别代表1：Cd²⁺；2：Al³⁺；3：Ag⁺；4：Cr³⁺；5：Ca²⁺；6：Zn²⁺；7：Mg²⁺；8：Pb²⁺；9：Na⁺；10：K⁺；11：Fe³⁺；12：Hg²⁺；13：Cu²⁺；14：Co²⁺；15：Ni²⁺.

图3是经荧光化合物染色后的细胞加入锌离子前后的显微和显微荧光对比照片。

具体实施方案

实施例1

将288mg(2.0mmol)8-胺基喹啉、222mg(2.8mmol)吡啶溶于10mL三氯甲烷中，冰浴下1h内滴加5mL含461mg(2.4mmol)氯乙酰氯的三氯甲烷液，室温下搅拌2h，停止反应。将反应液旋干，柱色谱提纯，收率为79.9％，mp：131.6-132.6℃。进一步将80mg(0.362mmol)8-氯乙酰基喹啉、381mg(3.62mmol)氨基乙氧基乙醇、468mg(3.62mmol)DIPEA和20mgKI加入至30mL乙腈中，N₂保护下回流10h，停止反应。将反应液旋干，柱色谱提纯，收率为83.8％。¹H-NMR(400MHz，CDCl₃)：11.24(CONH，s，1H)，8.86(d，J＝5.6Hz，1H)，8.81(d，J＝8.8Hz，1H)，8.16(d，J＝9.6Hz，1H)，7.53(m，2H)，7.46(m，1H)，3.74(OCH₂CH₂-OH，m，4H)，3.59(COCH₂，NHCH₂-CH₂，m，4H)，2.99(CH₂NH-CH₂，t，J＝4.8Hz，2H)。

实施例2

操作方法参见实施例1。收率为79.4％，mp：112.4℃。¹H-NMR(400MHz，DMSO)：8.95(d，J＝8.0Hz，1H)，8.69(d，J＝8.8Hz，1H)，8.43(d，J＝9.6Hz，1H)，7.66(m，3H)，3.67(CH₂-OH，t，J＝5.2Hz，2H)，3.48(COCH₂，s，2H)，3.14(NH-CH₂CH₂OH，t，J＝6.4Hz，2H)，3.09(NHCH₂-CH₂NH，t，J＝5.2Hz，2H)，2.92(COCH₂NH-CH₂，t，J＝6.6Hz，2H)。

实施例3

操作方法参见实施例1。收率为62.7％，mp：183.0-184.2℃。¹H-NMR(400MHz，DMSO)：8.97(d，J＝5.2Hz，1H)，8.63(d，J＝7.6Hz，1H)，8.45(d，J＝9.6Hz，1H)，8.76(d，J＝8.0Hz，2H)，7.66(m，2H)，4.12(COCH₂，s，2H)，3.69(CH₂-OH，t，J＝5.4Hz，2H)，3.05(CH₂NH-CH₂，t，J＝5.4Hz，2H)。

实施例4

操作方法参见实施例1。收率为73.4％。¹H-NMR(400MHz，CDCl₃)：11.26(CONH，s，1H)，8.81(d，J＝6.0Hz，1H)，8.81(d，J＝8.8Hz，1H)，8.22(d，J＝9.6Hz，1H)，7.58(m，2H)，7.50(m，1H)，3.78(CH₂-OH，t，J＝5.0Hz，4H)，3.53(COCH₂，s，2H)，2.96(CH₂NH-CH₂，t，J＝5.0Hz，2H)。

实施例5

操作方法参见实施例1。收率为38.6％。¹H-NMR(400MHz，CDCl₃)：11.42(CONH，s，1H)，8.78(d，J＝6.8Hz，1H)，8.64(d，J＝2.8Hz，1H)，8.12(d，J＝10.0Hz，1H)，7.51(m，2H)，7.37(m，1H)，6.95(m，4H)，4.16(Ph(O-CH₂CH₂)₂，t，J＝4.2Hz，4H)，3.93(CH₂-O-CH₂，m，8H)，3.48(COCH₂，s，2H)，3.04(N-(CH₂CH₂)₂，s，4H)。

实施例6

操作方法参见实施例1。收率为53.7％，mp：143.1-144.9℃。¹H-NMR(400MHz，CDCl₃)：11.38(CONH，s，2H)，8.74(d，J＝7.6Hz，2H)，8.58(d，J＝4.0Hz，2H)，7.94(d，J＝8.0Hz，2H)，7.47(t，J＝8.0Hz，2H)，7.39(d，J＝8.0Hz，2H)，7.20(m，2H)，3.60(COCH₂，s，4H)，3.06(CH₂NH-CH₂，s，4H)。

实施例7

操作方法参见实施例1。收率为82.6％，mp：248.8-250.5℃。¹H-NMR(400MHz，CDCl₃)：11.48(CONH，s，2H)，8.89(s，2H)，8.77(d，J＝6.0Hz，2H)，8.17(d，J＝8.0Hz，2H)，7.56(m，4H)，7.48(m，2H)，3.40(COCH₂，s，4H)，2.93(N(CH₂)₂，s，8H)。

实施例8

将700mg(4.85mmol)8-胺基喹啉、350mg(4.85mmol)丙烯酸溶于14mL吡啶中，冰浴下滴加6mL含2.274g(9.710mmol)二苯基亚磷酸酯的吡啶液，室温下搅拌2h，停止反应。将反应液旋干，柱色谱提纯，收率为64.5％，mp：34.1-35.4℃。进一步将100mg(0.504mmol)8-丙烯酰基喹啉、1.061g(10.08mmol)氨基乙氧基乙醇、加入5mL乙腈中，室温搅拌24h，停止反应，反应液旋干，柱色谱提纯，收率：62.1％。¹H-NMR(400MHz，CDCl₃)：10.47(CONH，s，1H)，8.79(d，J＝5.6Hz，1H)，8.73(d，J＝8.8Hz，1H)，8.15(d，J＝10.0Hz，1H)，7.51(m，2H)，7.44(t，J＝6.2Hz，1H)，3.74(OCH₂CH₂-OH，m，2H)，3.62(O-CH₂CH₂OH，t，J＝4.4Hz，2H)，3.57(COCH₂CH₂，s，2H)，3.16(NHCH₂-CH₂，t，J＝6.2Hz，2H)，3.00(CH₂NH-CH₂，t，J＝5.0Hz，2H)，2.87(COCH₂-CH₂，t，J＝6.2Hz，2H)。

实施例9

操作方法参见实施例1。收率63.0％，mp：39.3-40.1℃。进一步操作方法参见实施例1。收率为48.6％。¹H-NMR(400MHz，CDCl₃)：11.23(CONH，s，1H)，8.88(d，J＝6.0Hz，1H)，8.82(d，J＝9.2Hz，1H)，8.17(d，J＝9.6Hz，1H)，7.51(m，2H)，7.44(m，1H)，3.75(O-CH₂CH₂-OH，m，4H)，3.58(NHCH₂-CH₂，COCH，m，3H)，2.74(CHNH-CH₂，s，2H)，1.52(-CH₃，d，J＝6.8Hz，3H)。

实施例10

操作方法参见实施例1。收率为94.0％，mp：106.8-108.4℃。进一步操作方法参见实施例2。收率为86.0％。¹H-NMR(400MHz，CDCl₃)：11.22(CONH，s，1H)，8.73(t，J＝4.4Hz，1H)，8.01(d，J＝8.4Hz，1H)，7.44(m，2H)，7.29(t，J＝7.6Hz，1H)，3.76(O-CH₂CH₂-OH，m，4H)，3.64(COCH₂，s，2H)，3.60(NHCH₂-CH₂，t，J＝4.6Hz，2H)，3.00(CH₂NH-CH₂，t，J＝5.0Hz，2H)。

实施例11

将150mg(0.603mmol)2-甲酰基-8-氯乙酰基喹啉、66mg(0.603mmol)邻氨基酚加入至20mL冰乙酸中，回流5h，停止反应。将反应液旋干，柱色谱提纯，收率为45.1％，mp：215.7-217.3℃。进一步操作方法参见实施例1。收率为44.1％，mp：112.7-113.7℃。¹H-NMR(400MHz，DMSO)：8.81(d，J＝7.2Hz，1H)，8.65(d，J＝8.4Hz，1H)，8.51(d，J＝8.4Hz，1H)，7.96(d，J＝8.4Hz，1H)，7.90(d，J＝7.6Hz，1H)，7.79(d，J＝8.4Hz，1H)，7.73(t，J＝7.6Hz，1H)，7.58(t，J＝8.0Hz，1H)，7.52(t，J＝8.8Hz，1H)，3.84(CH₂-OH，t，J＝5.6Hz，2H)，3.58(COCH₂，s，2H)，3.45(O-CH₂CH₂OH，t，J＝5.2Hz，2H)，3.41(NHCH₂-CH₂，t，J＝5.0Hz，2H)，2.95(CH₂NH-CH₂，t，J＝5.4Hz，2H)。

实施例12

将200mg(0.804mmol)2-甲酰基-8-氯乙酰胺喹啉、61mg(0.88mmol)盐酸羟胺、219mg(1.61mmol)水合醋酸钠加入至15mL乙醇与15mL水的混合溶液中，N₂保护下回流5h，停止反应。将反应液旋干，柱分离(CH₂Cl₂，R_f＝0.12)，收率为94.8％，mp：213.9-215.5℃。进一步操作方法参见实施例1。收率为45.8％。¹H-NMR(400MHz，DMSO)：8.71(d，J＝7.6Hz，1H)，8.41(d，J＝8.4Hz，1H)，8.24(CH＝N，s，1H)，8.02(d，J＝8.4Hz，1H)，7.68(d，J＝8.0Hz，1H)，7.61(t，J＝7.4Hz，1H)，3.64(CH₂-OH，t，J＝4.8Hz，2H)，3.49(O-CH₂CH₂OH，t，J＝4.8Hz，2H)，3.41(COCH₂，NHCH₂-CH₂，m，4H)，2.81(CH₂NH-CH₂，t，J＝4.6Hz，2H)。

实施例13

将96mg(0.36mmol)8-氯乙酰基喹啉-2-甲醛肟加入至20mL乙酸酐中，N₂保护下回流4h，停止反应。将反应液旋干，柱色谱提纯，收率为64％，mp：169.7-171.1℃。进一步操作方法参见实施例1。收率为46.1％，mp：109.0-110.2℃。¹H-NMR(400MHz，DMSO)：8.79(t，J＝4.4Hz，1H)，8.69(d，J＝8.4Hz，1H)，8.13(d，J＝8.4Hz，1H)，7.80(m，2H)，3.67(CH₂-OH，t，J＝5.2Hz，2H)，3.47(COCH₂，CH₂-O-CH₂，m，6H)，2.83(CH₂NH-CH₂，t，J＝5.2Hz，2H)。

实施例14

操作方法参见实施例1。收率为88.5％，mp：148.9-149.1℃。进一步操作方法参见实施例1。收率为79.6％。¹H-NMR(400MHz，CDCl₃)：11.23(CONH，s，1H)，8.86(d，J＝8.0Hz，1H)，8.71(d，J＝4.8Hz，1H)，7.90(d，J＝9.2Hz，1H)，7.63(t，J＝8.2Hz，1H)，7.54(d，J＝4.8Hz，1H)，3.74(O-CH₂CH₂-OH，m，4H)，3.59(COCH₂，NHCH₂-CH₂，m，4H)，2.98(CH₂NH-CH₂，t，J＝4.8Hz，2H)。

实施例15

操作方法参见实施例1。收率为78.6％，mp：146.7-147.5℃。进一步操作方法参见实施例1。收率为40.6％。¹H-NMR(400MHz，CDCl₃)：11.15(CONH，s，1H)，8.79(d，J＝7.6Hz，1H)，8.69(d，J＝5.2Hz，1H)，7.87(d，J＝9.2Hz，1H)，7.49(t，J＝8.2Hz，1H)，6.79(d，J＝5.2Hz，1H)，4.06(OCH₃，s，3H)，3.73(O-CH₂CH₂-OH，m，4H)，3.59(COCH₂，NHCH₂-CH₂，m，4H)，2.97(CH₂NH-CH₂，t，J＝5.0Hz，2H)。

实施例16

操作方法参见实施例1。收率为53.1％，mp：165.1-165.8℃。进一步操作方法参见实施例1。收率为76.2％，mp：124.3-125.4℃。¹H-NMR(400MHz，CDCl₃)：11.36(CONH，s，1H)，9.02(d，J＝4.0Hz，1H)，8.82(d，J＝7.2Hz，1H)，8.16(d，J＝9.6Hz，1H)，8.13(d，J＝8.8Hz，1H)，7.78(d，J＝8.4Hz，1H)，7.52(m，3H)，7.41(d，J＝8.0Hz，1H)，7.34(t，J＝8.0Hz，1H)，7.08(d，J＝7.6Hz，1H)，5.75(PhOCH₂，s，2H)，3.71(O-CH₂CH₂-OH，m，4H)，3.59(COCH₂，s，2H)，3.52(NHCH₂-CH₂，t，J＝4.2Hz，2H)，2.97(CH₂NH-CH₂，t，J＝4.8Hz，2H)。

实施例17

操作方法参见实施例1。收率为74.8％，mp：170.8-172.4℃。进一步操作方法参见实施例1。收率为65.9％。¹H-NMR(400MHz，CDCl₃)：11.22(CONH，s，1H)，8.76(d，J＝7.6Hz，1H)，8.68(d，J＝4.8Hz，1H)，7.69(d，J＝8.8Hz，1H)，7.48(t，J＝8.2Hz，1H)，6.90(d，J＝4.8Hz，1H)，3.99(O(CH₂CH₂)₂N，t，J＝4.2Hz，4H)，3.74(O-CH₂CH₂-OH，m，4H)，3.59(COCH₂，NHCH₂-CH₂，m，4H)，3.24(O(CH₂CH₂)₂N，t，J＝4.2Hz，4H)，2.97(CH₂NH-CH₂，t，J＝4.8Hz，2H)。

实施例18

操作方法参见实施例1。收率为71.5％，mp：192.7-194.2℃。进一步操作方法参见实施例1。收率为89.4％。¹H-NMR(400MHz，CDCl₃)：11.64(CONH，s，1H)，8.80(t，J＝4.4Hz，1H)，7.75(m，2H)，8.62(d，J＝8.8Hz，1H)，8.26(d，J＝8.8Hz，1H)，7.89(t，J＝7.8Hz，1H)，7.53(m，2H)，7.39(d，J＝6.2Hz，1H)，3.72(O-CH₂CH₂-OH，m，4H)，3.64(COCH₂，s，2H)，3.53(NHCH₂-CH₂，t，J＝4.2Hz，4H)，3.03(CH₂NH-CH₂，t，J＝4.8Hz，2H)。

实施例19

将100mg(0.467mmol)2-甲酰基-8-乙酰胺喹啉、112mg(0.560mmol)2-甲基-8-乙酰基喹啉加入至5mL乙酸酐中，N₂保护下120-130℃反应40h，停止反应。将反应液旋干，柱色谱提纯，收率为35.8％，mp：305.0-306.0℃。¹H-NMR(400MHz，DMSO)：8.65(d，J＝7.2Hz，2H)，8.46(d，J＝8.4Hz，2H)，8.28(CH＝CH，s，2H)，8.08(d，J＝8.8Hz，2H)，7.67(d，J＝8.0Hz，2H)，7.57(t，J＝7.8Hz，2H)，2.39(COCH₃，s，6H)。

实施例20

操作方法参见实施例1。收率92.3％，mp：296.6-297.3℃。进一步操作方法参见实施例1。收率为67.4％，mp：198.2-198.9℃。¹H-NMR(400MHz，DMSO)：8.72(d，J＝7.6Hz，2H)，8.48(d，J＝8.4Hz，2H)，8.20(CH＝CH，s，2H)，7.95(d，J＝8.4Hz，2H)，7.68(d，J＝8.0Hz，2H)，7.60(t，J＝8.0Hz，2H)，3.65(CH₂-OH，t，J＝5.6Hz，4H)，3.51(COCH₂，s，4H)，3.32(O-CH₂CH₂OH，t，J＝5.0Hz，4H)，3.25(NHCH₂-CH₂，t，J＝4.8Hz，4H)，2.89(CH₂NH-CH₂，t，J＝5.4Hz，4H)。

实施例21

操作方法参见实施例1。收率为93.0％，mp：149.2-150.3℃。进一步操作方法参见实施例1。收率为78.7％。¹H-NMR(400MHz，CDCl₃)：11.34(CONH，s，1H)，8.88(d，J＝7.6Hz，1H)，8.72(d，J＝4.8Hz，1H)，7.91(d，J＝8.4Hz，1H)，7.64(t，J＝8.0Hz，1H)，7.50(d，J＝4.4Hz，1H)，3.73(O-CH₂CH₂-OH，m，4H)，3.58(COCH₂，NHCH₂-CH₂，m，4H)，2.97(CH₂NH-CH₂，t，J＝5.0Hz，2H)。

实施例22

操作方法参见实施例1。收率为93.0％，mp：142.3-143.1℃。进一步操作方法参见实施例1。收率为79.4％。¹H-NMR(400MHz，CDCl₃)：11.18(CONH，s，1H)，8.79(d，J＝8.8Hz，1H)，8.69(d，J＝5.2Hz，1H)，7.86(d，J＝9.6Hz，1H)，7.48(t，J＝8.0Hz，1H)，6.78(d，J＝5.2Hz，1H)，4.05(OCH₃，s，3H)，3.73(O-CH₂CH₂-OH，m，4H)，3.58(COCH₂，NHCH₂-CH₂，m，4H)，2.96(CH₂NH-CH₂，t，J＝5.0Hz，2H)。

实施例23

操作方法参见实施例1。收率为77.8％，mp：74.1-75.3℃。进一步将操作方法参见实施例1。产率45.9％。¹H-NMR(400MHz，DMSO)：8.55(d，J＝7.6Hz，1H)，8.40(d，J＝5.2Hz，1H)，7.91(d，J＝8.4Hz，1H)，7.36(t，J＝8.2Hz，1H)，7.26(C₄H₉-NH，s，1H)，6.52(d，J＝5.6Hz，1H)，3.62(CH₂-OH，COCH₂，m，4H)，3.50(O-CH₂CH₂OH，t，J＝5.0Hz，2H)，3.44(NHCH₂-CH₂O，t，J＝4.8Hz，2H)，3.28(α-CH₂，m，2H)，2.89(CH₂NH-CH₂，t，J＝5.0Hz，2H)，1.65(β-CH₂，m，2H)，1.41(γ-CH₂，m，2H)，0.94(-CH₃，t，J＝7.2Hz，3H)。

实施例24

操作方法参见实施例1。收率为74.9％，mp：168.5-169.7℃。进一步操作方法参见实施例1。收率为75.1％。¹H-NMR(400MHz，CDCl₃)：11.27(CONH，s，1H)，8.76(d，J＝8.0Hz，1H)，8.68(d，J＝5.2Hz，1H)，7.68(d，J＝8.4Hz，1H)，7.48(t，J＝8.0Hz，1H)，6.90(d，J＝4.8Hz，1H)，3.99(O(CH₂-CH₂)₂N，t，J＝4.4Hz，4H)，3.73(O-CH₂CH₂-OH，m，4H)，3.59(COCH₂，NHCH₂-CH₂，m，4H)，3.24(O(CH₂-CH₂)₂N，t，J＝4.2Hz，4H)，2.96(CH₂NH-CH₂，t，J＝4.8Hz，2H)。

实施例25

操作方法参见实施例1。收率94.6％，mp：141.8-143.2℃。进一步操作方法参见实施例1。产率79.4％。¹H-NMR(400MHz，CDCl₃)：11.24(CONH，s，1H)，8.90(d，J＝1.6Hz，1H)，8.76(d，J＝8.4Hz，1H)，8.57(d，J＝8.4Hz，1H)，7.58(m，2H)，3.74(O-CH₂CH₂-OH，m，4H)，3.59(COCH₂，NHCH₂-CH₂，m，4H)，2.99(CH₂NH-CH₂，t，J＝4.2Hz，2H)。

实施例26

将424mg(1.922mmol)8-氯乙酰基喹啉溶于10mL浓硫酸中，冰浴下0.5h内分批加入196mg(2.306mmol)硝酸钠，搅拌1h，室温下搅拌2h后停止反应。将反应液倒入冰水中，析出黄色固体，用二氯甲烷萃取，柱色谱提纯，收率为80.6％，mp：151.9-152.7℃。进一步操作方法参见实施例1。产率48.4％。¹H-NMR(400MHz，CDCl₃)：11.74(CONH，s，1H)，9.26(d，J＝10.4Hz，1H)，8.95(d，J＝5.6Hz，1H)，8.88(d，J＝8.8Hz，1H)，8.53(d，J＝8.8Hz，1H)，7.71(t，J＝6.4Hz，1H)，3.75(O-CH₂CH₂-OH，m，4H)，3.62(COCH₂，s，2H)，3.58(NHCH₂-CH₂，t，J＝2.0Hz，2H)，3.01(CH₂NH-CH₂，t，J＝5.0Hz，2H)。

实施例27

操作方法参见实施例1。收率为64.0％，mp：126.4-127.0℃。进一步操作方法参见实施例1。收率为59.6％。¹H-NMR(400MHz，CDCl₃)：10.97(CONH，s，1H)，8.86(d，J＝3.6Hz，1H)，8.71(d，J＝8.4Hz，1H)，8.57(d，J＝8.4Hz，1H)，7.44(m，1H)，6.84(d，J＝8.4Hz，1H)，3.99(OCH₃，s，3H)，3.74(O-CH₂CH₂-OH，m，4H)，3.60(COCH₂，NHCH₂-CH₂，m，4H)，2.98(CH₂NH-CH₂，t，J＝4.2Hz，2H)。

实施例28

操作方法参见实施例1。收率为98.6％，mp：150.2-150.8℃。进一步操作方法参见实施例1。收率为69.6％。¹H-NMR(400MHz，CDCl₃)：11.11(CONH，s，1H)，8.86(d，J＝5.6Hz，1H)，8.72(d，J＝8.4Hz，1H)，7.56(d，J＝10.0Hz，1H)，7.46(m，1H)，7.16(d，J＝8.0Hz，1H)，3.96(O(CH₂-CH₂)₂N，t，J＝4.4Hz，4H)，3.74(O-CH₂CH₂-OH，m，4H)，3.59(COCH₂，NHCH₂-CH₂，m，4H)，3.06(O(CH₂-CH₂)₂N，t，J＝4.2Hz，4H)，2.97(CH₂NH-CH₂，t，J＝5.0Hz，2H)。

实施例29

实施例1中的化合物在甲醇:水(体积比为1:9，0.01mol/L Tris-HCl，pH＝7.2)溶液中，化合物浓度为1.0×10^-5mol/L，金属离子浓度为5.0×10^-5mol/L，测定其荧光光谱。未加锌离子前最大发射波长为440nm、荧光量子产率为0.023，加入锌离子后最大发射波长为515nm、荧光量子产率为0.18，荧光量子产率的增加与加入的锌离子的量显良好线性关系。当锌离子的浓度达到1.0×10^-5mol/L时，变化趋于平衡，荧光化合物与锌离子呈1：1络合。从附图1可以明显看出化合物对锌离子具有极高的检测能力。

实施例30

实施例1中的化合物在甲醇：水(体积比为1：9，0.01mol/L Tris-HCl，pH＝7.2)溶液中，化合物浓度为1.0×10^-5mol/L，锌离子浓度为0-5×10^-5mol/L，测定其荧光光谱，加入其它金属离子时荧光量子产率为0.023，加入锌离子后荧光量子产率为0.18。从附图2可以明显看出化合物对锌离子具有极高的专一选择检测能力。

实施例31

实施例1中的化合物在DMSO：水(体积比为1：9，0.01mol/L Tris-HCl，pH＝7.2)溶液中，化合物浓度为4.0×10^-5mol/L，锌离子浓度为4.0×10^-5mol/L，将细胞染色1h后加入锌离子，荧光成像，细胞发出强烈的青绿色荧光。从附图3可以明显看出在细胞内化合物对锌离子具有极高的检测能力。

Claims

1、一类新的以N-酰基-8-氨基喹啉为母体的化合物，其结构具有如下结构通式：

R₄为C1～C12直链或支链脂肪胺基和烷氧基，聚合度在50以下的聚乙二醇基、氨基聚乙二醇和氮杂氨基聚乙二醇，二十四员环及其以下的氮杂冠醚等。

R₅为氢，C1～C6直链、支链或环烃基和烷氧基等。

n＝0～4。

2、按照权利要求1所述的一类新的以N-酰基-8-氨基喹啉为母体的化合物的合成方法，其特征在于该类化合物分别以2，4，5-取代-8-氨基喹啉为原料，经酰化后分别与C1～C12直链或支链脂肪胺和醇，聚合度在50以下的聚乙二醇、氨基聚乙二醇和氮杂氨基聚乙二醇，24员环及其以下的氮杂冠醚等反应，得到相应的N-酰基-8-氨基喹啉衍生物。

3、按照权利要求1所述的化合物的用途，其特征在于该类化合物能够在多种溶剂如水、甲醇、乙醇、DMF或DMSO等及其混合物溶剂中对金属离子进行荧光检测。

4、按照权利要求1所述的化合物的用途，其特征在于该类化合物能够在生物组织、细胞等微环境中对过渡金属和重金属离子进行荧光检测。

5、按照权利要求1所述的荧光化合物的用途，其特征在于可将该类化合物通过包埋，或利用分子上存在的羟基、氨基等反应活性基团固载于有机聚合物或无机材料上制得传感器件，用于过渡金属和重金属离子的荧光检测。