CN102584686B - 一种水溶性三联吡啶荧光化合物及其制备方法 - Google Patents

一种水溶性三联吡啶荧光化合物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种水溶性三联吡啶荧光化合物，分子式C25H24N4O2，分子量412。化合物名称：4’-p-N,N-二羟乙基苯基-2,2’:6,2’’-三联吡啶。本发明的水溶性三联吡啶荧光化合物水溶性好，发绿黄色荧光。本发明的水溶性三联吡啶的制备方法操作简单，易于纯化，产率高。三联吡啶的金属配合物种类繁多，应用广泛。依托本发明的水溶性良好的三联吡啶的合成方法，可获得一系列适宜于水溶液或生物体系研究的三联吡啶化合物。

Description

一种水溶性三联吡啶荧光化合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种生物医学领域，特别是一种水溶性三联吡啶荧光化合物及其制备方法。
背景技术
三联吡啶化合物具有独特的光、电性能，在金属显色检测、发光材料制备等领域得到广泛应用。三联吡啶化合物的抗肿瘤活性是目前金属药物领域研究的热点，Shi P.F报道的三联吡啶金配合物在10-8M时对多种人源肿瘤细胞的生长抑制率在80％以上(J.Biol.Inorg.Chem.,2006,11,745)，Che C.M.报道的三联吡啶铂配合物的活性是顺铂类药物100倍左右(Chem.Commun.,2005,4675)。如何增加三联吡啶化合物的水溶性和生物相容性是促进三联吡啶化合物在生物医学领域应用的关键。目前在该领域常用的方法是通过引入羧基、磺酸基团来改善其溶解性，或通过引入糖基来增强生物相容性。这些方法的副反应较多，提纯步骤复杂，产率不高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出了一种发绿黄色荧光、具有良好水溶性的三联吡啶荧光化合物。本发明另一要解决的技术问题是提供了该水溶性三联吡啶荧光化合物的一种制备方法。
本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种水溶性三联吡啶荧光化合物，其特点是具有如下结构：
Figure GDA0000370225170000011
分子式C25H24N4O2，分子量412。
化合物名称：4’-p-N,N-二(羟乙基)胺基苯基-2,2’:6,2’’-三联吡啶。缩写词:TPYOH。
上述水溶性三联吡啶荧光化合物的一种制备方法，其特点是包括如下步骤：
Figure GDA0000370225170000021
（1）将N,N-二羟乙基苯胺、吡啶、乙酸酐按质量比为1：1.2～1.7：1.5～2.0的比例配成溶液，80～100℃下搅拌20～30小时，冷却至室温后水洗，再用乙酸乙酯萃取，取上层萃取液进行水洗后分离出上层有机层，然后干燥，减压蒸馏，收集190～200℃/2mmHg的馏分，得到N,N-二酯基苯胺；
（2）将N,N-二酯基苯胺、三氯氧磷（POCl3）、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)按质量比为1：1.0～1.2：1.0～1.5的比例混合后，在-10～10℃条件下搅拌0.5～1小时后升温至80～100℃，反应3～8小时，冷却至室温，用醋酸钠或碳酸钠或氢氧化钠中的一种或几种调节pH=6～8，得到p-N,N-二酯基苯甲醛；
（3）将p-N,N-二酯基苯甲醛溶解于乙醇中，再加入氢氧化钠的水溶液混和，其中氢氧化钠、p-N,N-二酯基苯甲醛、水、乙醇的质量比为1：5～8：20～30：60～80，常温搅拌3～7小时，调节pH=8～9，减压蒸馏后，得到p-N,N-二羟乙基苯甲醛；
（4）将p-N,N-二羟乙基苯甲醛、2-乙酰基吡啶溶解于乙醇中，再加入10mol/L的氢氧化钠的水溶液混和，其中p-N,N-二羟乙基苯甲醛、2-乙酰基吡啶、10mol/L的NaOH、乙醇的质量比为1：1.0～1.5：1.0～1.3：4.0～7.0，室温搅拌3小时后，-4℃冷冻1小时，除去上层溶液；另外再加入乙醇并搅拌至黑红色油状物全部溶解；然后另外再加入NaOH和浓度为25％的NH3·H2O，其中再加入NaOH、NH3·H2O的量与上述2-乙酰基吡啶用量三者的质量比为1.0～1.5：10～15：1，在80～120℃条件下反应3～8小时，浓缩至糊状，然后加入到由乙醇和无水乙醚按1：10～20的比例配备的混合溶剂中，至析出黄色固体，过滤后干燥，得水溶性三联吡啶荧光化合物。
本发明的水溶性三联吡啶荧光化合物水溶性好，发绿黄色荧光。本发明的水溶性三联吡啶的制备方法操作简单，易于纯化，产率高。三联吡啶的金属配合物种类繁多，应用广泛。依托本发明的水溶性良好的三联吡啶的合成方法，可获得一系列适宜于水溶液或生物体系研究的三联吡啶化合物。
附图说明
图1为本发明的单晶X－射线衍射图。
图2为本发明的核磁氢谱。
图3为本发明的电喷雾质谱。
图4为本发明的红外光谱。
图5为本发明的荧光光谱图。
图6为本发明的锌配合物的荧光光谱图。
图7为本发明的锌配合物的电喷雾质谱。
具体实施方式
一种水溶性三联吡啶荧光化合物，具有如下结构：
Figure GDA0000370225170000031
分子式C25H24N4O2，分子量412。
化合物名称：4’-p-N,N-二(羟乙基)胺基苯基-2,2’:6,2’’-三联吡啶。缩写词:TPYOH。
上述水溶性三联吡啶荧光化合物的一种制备方法，包括如下步骤：
Figure GDA0000370225170000032
（1）将N,N-二羟乙基苯胺、吡啶、乙酸酐按质量比为1：1.2～1.7：1.5～2.0的比例配成溶液，80～100℃下搅拌20～30小时，冷却至室温后水洗，再用乙酸乙酯萃取，取上层萃取液进行水洗后分离出上层有机层，然后干燥，减压蒸馏，收集190～200℃/2mmHg的馏分，得到N,N-二酯基苯胺；
N,N-二羟乙基苯胺、吡啶、乙酸酐配成溶液时，如果是大批量生产可直接混合搅拌进行制备；少量的制备时，可先将N,N-二羟乙基苯胺溶于吡啶中再加入乙酸酐。
干燥时一般采用无水硫酸镁、氯化钙等干燥剂进行。
（2）将N,N-二酯基苯胺、三氯氧磷POCl3、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)按质量比为1：1.0～1.2：1.0～1.5的比例混合后，在-10～10℃条件下搅拌0.5～1小时后升温至80～100℃，反应3～8小时，冷却至室温，用醋酸钠或碳酸钠或氢氧化钠中的一种或几种调节pH=6～8，得到p-N,N-二酯基苯甲醛；
N,N-二酯基苯胺、三氯氧磷POCl3、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)混合时，如果是大批量生产可直接混合搅拌进行制备；少量的制备时，可先将POCl3与DMF混合，再加N,N-二酯基苯胺。
（3）将p-N,N-二酯基苯甲醛溶解于乙醇中，再加入氢氧化钠的水溶液混和，其中氢氧化钠、p-N,N-二酯基苯甲醛、水、乙醇的质量比为1：5～8：20～30：60～80，常温搅拌3～7小时，调节pH=8～9，减压蒸馏后，得到p-N,N-二羟乙基苯甲醛；
（4）将p-N,N-二羟乙基苯甲醛、2-乙酰基吡啶溶解于乙醇中，再加入10mol/L的氢氧化钠的水溶液混和，其中p-N,N-二羟乙基苯甲醛、2-乙酰基吡啶、10mol/L的NaOH、乙醇的质量比为1：1.0～1.5：1.0～1.3：4.0～7.0，室温搅拌3小时后，-4℃冷冻1小时，除去上层溶液；另外再加入乙醇并搅拌至黑红色油状物全部溶解；然后另外再加入NaOH和25％（质量百分比浓度）的NH3·H2O，其中再加入NaOH、NH3·H2O的量与上述2-乙酰基吡啶用量三者的质量比为1.0～1.5：10～15：1，在80～120℃条件下反应3～8小时，浓缩至糊状，然后加入到由乙醇和无水乙醚按1：10～20的比例配备的混合溶剂中，至析出黄色固体，过滤后干燥，得水溶性三联吡啶荧光化合物。
图1解析：晶体属四方晶系，空间群为I4(1)cd,R1[I>2σ(I)]=0.064,wR2[I>2σ(I)]=0.1813。晶胞参数:
Figure GDA0000370225170000041
Figure GDA0000370225170000042
Figure GDA0000370225170000043
α=90°,β=90°,γ=90°,
Figure GDA0000370225170000044
图2解析：化学位移的归属如下：
8.76(d,2H,H6,6’’)；8.65(d,4H,H3,3’’+H3’,5’)；8.03(m,2H,H4,4’’)；7.76(d,2H,benzene-H)；
7.52(m,2H,H5,5’’)；6.87(d,2H,benzene-H)；
4.86(t,2H,-OH)；3.61(t,4H,-CH2O-)；3.52(t,4H,-N-CH2-)。
图3解析：TPYOH的分子量M＝412，质荷比为444.92(+p)的峰可以归属为[M＋CH3OH＋H]+。
图4解析：3414归属为O－H的伸缩振动峰，
2943归属为烷基（－CH2－）的C－H伸缩振动峰，
1583归属为吡啶环中C＝N和C＝C的伸缩振动峰，
1523归属为C＝C的面内振动峰，
1393归属为O－H的变形振动峰，
1197归属为C－N的伸缩振动峰，
1046归属为C－OH的伸缩振动峰，
793归属为苯环中C－H的变形振动峰。
图5解析：激发峰为349nm，发射峰为499nm。
应用：利用本发明的三联吡啶与Zn2＋反应，可以得到具有更强荧光性能的锌配合物。该锌配合物的荧光激发峰为368nm，发射峰为562nm，相比本发明的三联吡啶的荧光光谱（激发峰为349nm，发射峰为499nm）均有很大的红移。本发明的水溶性良好的三联吡啶可作为锌离子的荧光探针，在探索人体内锌离子缺乏导致的疾病（如阿尔茨海默病等）过程中有潜在的应用价值。
图6解析：激发峰为368nm，发射峰为562nm。
图7解析：Zn(TPYOH)2的分子量M＝889，质荷比为445(+p)的峰可以归属为[M]2+。

Claims (2)

1.一种水溶性三联吡啶荧光化合物，其特征在于具有如下结构：
分子式C25H24N4O2，分子量412。
2.权利要求1所述的水溶性三联吡啶荧光化合物的一种制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）将N,N-二羟乙基苯胺、吡啶、乙酸酐按质量比为1：1.2～1.7：1.5～2.0的比例配成溶液，80～100℃下搅拌20～30小时，冷却至室温后水洗，再用乙酸乙酯萃取，取上层萃取液进行水洗后分离出上层有机层，然后干燥，减压蒸馏，收集190～200℃/2mmHg的馏分，得到N,N-二酯基苯胺；
（2）将N,N-二酯基苯胺、POCl3、DMF按质量比为1：1.0～1.2：1.0～1.5的比例混合后，在-10～10℃条件下搅拌0.5～1小时后升温至80～100℃，反应3～8小时，冷却至室温，用醋酸钠或碳酸钠或氢氧化钠中的一种或几种调节pH=6～8，得到p-N,N-二酯基苯甲醛；
（3）将p-N,N-二酯基苯甲醛溶解于乙醇中，再加入氢氧化钠的水溶液混和，其中氢氧化钠、p-N,N-二酯基苯甲醛、水、乙醇的质量比为1：5～8：20～30：60～80，常温搅拌3～7小时，调节pH=8～9，减压蒸馏后，得到p-N,N-二羟乙基苯甲醛；
（4）将p-N,N-二羟乙基苯甲醛、2-乙酰基吡啶溶解于乙醇中，再加入10mol/L的氢氧化钠的水溶液混和，其中p-N,N-二羟乙基苯甲醛、2-乙酰基吡啶、10mol/L的NaOH、乙醇的质量比为1：1.0～1.5：1.0～1.3：4.0～7.0，室温搅拌3小时后，-4℃冷冻1小时，除去上层溶液；另外再加入乙醇并搅拌至黑红色油状物全部溶解；然后另外再加入NaOH和浓度为25％的NH3·H2O，其中再加入NaOH、NH3·H2O的量与上述2-乙酰基吡啶用量三者的质量比为1.0～1.5：10～15：1，在80～120℃条件下反应3～8小时，浓缩至糊状，然后加入到由乙醇和无水乙醚按1：10～20的比例配备的混合溶剂中，至析出黄色固体，过滤后干燥，得水溶性三联吡啶荧光化合物。
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