CN102634334A - 含芘双胆固醇型荧光探针及其合成方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了含芘双胆固醇型荧光探针以及该探针的合成方法和在测定有机溶剂中水含量的用途。该荧光探针具有化学稳定性好、响应速度快、灵敏度高、响应范围宽等优点，能够连续、实时、在线的测定有机溶剂中的水含量。用本发明荧光探针可对乙腈，甲醇，乙醇，二氧六环溶剂中的微量水分进行测定，并且检出限分别可达到0.0009wt％、0.03wt％、0.1wt％、0.7wt％。

Description

含芘双胆固醇型荧光探针及其合成方法和应用

技术领域

本发明涉及一种测定有机溶剂中水含量的荧光探针。

背景技术

水是有机溶剂中最常见的一种杂质，在化工、医药、食品等领域有机溶剂中水含量的测定是一个重要的分析问题。有机溶剂所含的水会极大地影响化学反应的进行，甚至会决定反应的产物，因此有机溶剂中水含量的测定是最重要也是最常见的分析问题之一。测定有机溶剂中水含量常用的化学分析方法是经典的卡尔·费休法，该法于1935年提出，尽管经过很多改进，但仍然存在测定速度慢、干扰多、精密度差、毒性大、检测信号弱、应用范围窄、选择性差等缺点，并没有得到广泛的应用。测定水含量的其他方法还有分光光度法、气象色谱法、液相色谱法、红外光谱法和荧光法等。

相比于以上的其他方法，荧光方法由于具有高灵敏度、对仪器要求简单、检测信号丰富、可以在线、实时进行检测等特点，愈来愈受到广泛的关注。荧光检测法具有灵敏度高、选择性好、测量信号丰富、应用范围广、适用性强等优点，已经广泛应用于化工、医药、食品等领域的多种检测，但鲜见用于有机溶剂中水含量的测定。

在有机溶剂中微量水含量的检测技术领域，当前需迫切解决的一个技术问题是提供一种检测微量水含量的高灵敏度传感器。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题在于克服上述技术的缺点，提供一种灵敏度高、使用寿命长、测试范围广的含芘双胆固醇型荧光探针。

本发明所要解决的另一个技术问题在于提供一种合成方法简单的含芘双胆固醇型荧光探针的合成方法。

本发明所要解决的还有一个技术问题在于为含芘双胆固醇型荧光探针提供一种新用途。

解决上述技术问题所采用的技术方案是结构式如下的化合物：

式中n为1～5。

上述结构使得化合物命名为：N，N′-(乙基-1，2-二乙基)二(N-(2-(N-(2-(胆固醇氨基)乙基)芘-1-磺酰胺基)乙基)芘-1-磺酰胺基)

上式化合物的合成方法步骤如下：

1、制备叔丁氧羰基保护的二胺

在流速为0.6～0.8mL/s的氩气条件下，向盛有二甲基甲酰胺中加入二胺，再加入叔丁基苯基碳酸酯，二胺与叔丁基苯基碳酸酯的摩尔比为1∶2，搅拌12小时后将反应液倒入1L 0.025mol/L K₂HPO₄和0.025mol/L NaH₂PO₄缓冲液中，用2mol/L的H₂SO₄将溶液的PH调至3，再用乙醚萃取，取水层，用9mol/L的NaOH将水层的PH调至10，用二氯甲烷萃取三次，取二氯甲烷层，用无水硫酸钠干燥，悬干，得叔丁氧羰基保护的二胺，结构式为式II化合物，其反应方程式如下：

上述的二胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺、六乙烯七胺，式中n为1～5。

2、合成式III化合物

在流速为0.6～0.8mL/s的氩气、冰浴条件下，向盛有二氯甲烷的三颈烧瓶中加入叔丁氧羰基保护的二胺，芘磺酰氯用二氯甲烷溶解为二氯甲烷芘磺酰氯溶液，滴入三颈烧瓶中，再滴加三乙胺，叔丁氧羰基保护的二胺与芘磺酰氯、三乙胺的摩尔比为1∶2～4∶0.25，用质量分数为0.7％的甲醇二氯甲烷溶液分离，得到式III化合物，其反应方程式如下：

式中n为1～5。

3、合成式IV化合物

将式III化合物加入到二氯甲烷中，在氮气保护下冰浴搅拌，滴加三氟醋酸，三氟醋酸与二氯甲烷的体积比为1∶1，反应结束后，将溶剂蒸干，在真空干燥箱内3000Pa、30～40℃干燥2～3小时，得式IV化合物，其反应方程式如下：

式中n为1～5。

4、合成含芘双胆固醇型荧光探针

在流速为0.6～0.8mL/s的氩气、冰浴条件下，向盛有二氯甲烷的三颈烧瓶中加入脱叔丁氧羰基保护的二胺，取氯甲酸胆固醇酯用二氯甲烷溶解后将其滴入三颈烧瓶中，再滴加三乙胺，脱叔丁氧羰基保护的二胺与氯甲酸胆固醇酯、三乙胺的摩尔比为1∶2∶0.25，用质量分数为0.8％的甲醇二氯甲烷溶液分离，得到式I含芘双胆固醇型荧光探针，其反应方程式如下：

式中n为1～5。

在本发明的合成式III化合物步骤2中，在流速为0.6～0.8mL/s的氩气、冰浴条件下，向盛有二氯甲烷的三颈烧瓶中加入叔丁氧羰基保护的二胺，芘磺酰氯用二氯甲烷溶解为二氯甲烷芘磺酰氯溶液，滴入三颈烧瓶中，再滴加三乙胺，叔丁氧羰基保护的二胺与芘磺酰氯、三乙胺的最佳摩尔比为1∶3∶0.25，用质量分数为0.7％的甲醇二氯甲烷溶液分离，得到式III化合物。

含芘双胆固醇型荧光探针在检测有机溶剂中水含量的用途；该有机溶剂为乙腈、甲醇、乙醇、二氧六环中的任意一种。

含芘双胆固醇型荧光探针在检测有机溶剂中水含量中的用途，其使用方法如下：

将含芘双胆固醇型荧光探针溶于干燥过的有机试剂中(干燥方法按照溶剂手册中的标准方法进行干燥)，配成5×10^-6mol/L的含芘双胆固醇型荧光探针有机试剂溶液，在此溶液中依次加入0μL H₂O～500μL H₂O，混合均匀后加入到比色皿中，用荧光仪在最大激发波长为350nm，发射波长为379nm、490nm处测量荧光强度，激发发射狭缝均为3nm。记录溶液达到平衡时的荧光强度，绘制荧光强度随有机溶剂中水含量改变的荧光光谱图。在水体积为0μL H₂O～10μL H₂O时呈现线性关系。有机溶剂的线性方程为：

I＝b+k[H₂O]

式中I为有机溶剂水溶液的379nm与490nm处荧光强度的比值，k为斜率，b为截距。

由上式可计算出有机溶剂中水的含量。

含芘双胆固醇型荧光探针的化学稳定性好、响应速度快、灵敏度高、响应范围宽，可直接用荧光仪器进行检测，如FLS920型号的单光子计数时间分辨荧光光谱仪或其他类似的光学检测仪器。采用本发明合成方法合成的含芘双胆固醇型荧光探针适用于乙腈、甲醇、乙醇、二氧六环有机溶剂中微量水分含量的测定。

附图说明

图1是实施例4制备的含芘双胆固醇型荧光探针在乙腈中的线性曲线图。

图2是实施例4制备的含芘双胆固醇型荧光探针在甲醇中的线性曲线图。

图3是实施例4制备的含芘双胆固醇型荧光探针在乙醇中的线性曲线图。

图4是实施例4制备的含芘双胆固醇型荧光探针在二氧六环中的线性曲线图。

图5是实施例4制备的含芘双胆固醇型荧光探针的探针浓度为1×10^-6时在甲醇中对0μL H₂O～～100μL H₂O的荧光强度变化曲线图。

图6是实施例4制备的含芘双胆固醇型荧光探针的探针浓度为5×10^-6时在甲醇中对0μL H₂O～～100μL H₂O的荧光强度变化曲线图。

图7是实施例4制备的含芘双胆固醇型荧光探针的探针浓度为1×10^-5时在甲醇中对0μL H₂O～～100μL H₂O的荧光强度变化曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和实例，进一步阐明本发明的突出特点和显著进步，仅在于说明本发明而绝不限制本发明。

实施例1

含芘双胆固醇型荧光探针(n为1)的结构式为：

其合成方法如下：

1、制备叔丁氧羰基保护的二乙烯三胺

在流速为0.6～～0.8mL/s的氩气条件下，向盛有50mL的二甲基甲酰胺中加入1g二乙烯三胺，再加入3.76g叔丁基苯基碳酸酯，二乙烯三胺与叔丁基苯基碳酸酯的摩尔比为1∶2，搅拌12小时后将反应液倒入1L 0.025mol/L K₂HPO₄和0.025mol/L NaH₂PO₄缓冲液中，用2mol/L的H₂SO₄将溶液的PH调至3，再用乙醚萃取，取水层，用9mol/L的NaOH将水层的PH调至10，用二氯甲烷萃取三次，取二氯甲烷层，用无水硫酸钠干燥，悬干，得叔丁氧羰基保护的二乙烯三胺，化学反应方程式如下：

2、合成式III化合物

在流速为0.6～0.8mL/s的氩气、冰浴条件下，向盛有50mL二氯甲烷的三颈烧瓶中加入2g叔丁氧羰基保护的二乙烯三胺，取5.93g芘磺酰氯，用50mL二氯甲烷溶解为二氯甲烷芘磺酰氯溶液，滴入三颈烧瓶中，再滴加三乙胺0.17g，叔丁氧羰基保护的二乙烯三胺与芘磺酰氯、三乙胺的摩尔比为1∶3∶0.25，用质量分数为0.7％的甲醇二氯甲烷溶液分离，得到式III化合物，其反应方程式如下：

3、合成式IV化合物

将3g式III化合物加入到二氯甲烷中，在氮气保护下冰浴搅拌，滴加三氟醋酸，三氟醋酸与二氯甲烷的体积比为1∶1，反应结束后，将溶剂蒸干，在真空干燥箱内3000Pa、30～40℃干燥2～3小时，得式IV化合物，其反应方程式如下：

4、合成含芘双胆固醇型荧光探针

在流速为0.6～0.8mL/s的氩气、冰浴条件下，向盛有二氯甲烷的三颈烧瓶中加入2g脱叔丁氧羰基保护的二乙烯三胺，取4.88g氯甲酸胆固醇酯用二氯甲烷溶解后将其滴入三颈烧瓶中，再滴加三乙胺0.13g，脱叔丁氧羰基保护的二乙烯三胺与氯甲酸胆固醇酯、三乙胺的摩尔比为1∶2∶0.25，用质量分数为0.8％的甲醇二氯甲烷溶液分离，得到式I化合物，其反应方程式如下：

上述结构式I的含芘双胆固醇型荧光探针的核磁数据为：¹H NMR (δ ppm，300MHz，CDCl₃)：8.9(1H)，8.42(1H)，8.18-8.01(7H)，5.16(1H)，4.97(2H)，4.35(1H)，3.46(2H)，3.42-3.41(4H)，3.33-3.31(4H)，0.66-1.68(86H).

实施例2

含芘双胆固醇型荧光探针(n为1)的结构式与实施例1相同，其合成步骤如下：

在实施例1的合成式III化合物2步骤中，向盛有50mL二氯甲烷的三颈烧瓶中加入2g叔丁氧羰基保护的二乙烯三胺，取3.95g芘磺酰氯，用50mL二氯甲烷溶解为二氯甲烷芘磺酰氯溶液，滴入三颈烧瓶中，再滴加三乙胺0.17g，叔丁氧羰基保护的二乙烯三胺与芘磺酰氯、三乙胺的摩尔比为1∶2∶0.25，用质量分数为0.7％的甲醇二氯甲烷溶液分离，得到与实施例1式III相同的化合物，该步骤中的其他步骤与实施例1相同。其他步骤与实施例1相同，合成含芘双胆固醇型荧光探针。

上述结构式I的含芘双胆固醇型荧光探针的核磁数据为：¹H NMR (δ ppm，300MHz，CDCl₃)：8.8(1H)，8.41(1H)，8.16-8.00(7H)，5.15(1H)，5.00(2H)，4.37(1H)，3.48(2H)，3.43-3.41(4H)，3.35-3.33(4H)，0.63-1.67(86H).

实施例3

含芘双胆固醇型荧光探针(n为1)的结构式与实施例1相同，其合成步骤如下：

在实施例1的合成式III化合物2步骤中，向盛有50mL二氯甲烷的三颈烧瓶中加入2g叔丁氧羰基保护的二乙烯三胺，取7.91g芘磺酰氯，用50mL二氯甲烷溶解为二氯甲烷芘磺酰氯溶液，滴入三颈烧瓶中，再滴加三乙胺0.17g，叔丁氧羰基保护的二乙烯三胺与芘磺酰氯、三乙胺的摩尔比为1∶4∶0.25，用质量分数为0.7％的甲醇二氯甲烷溶液分离，得到与实施例1式III相同的化合物，该步骤中的其他步骤与实施例1相同。其他步骤与实施例1相同，合成含芘双胆固醇型荧光探针。

上述结构式I的含芘双胆固醇型荧光探针的核磁数据为：¹H NMR (δ ppm，300MHz，CDCl₃)：9.0(1H)，8.40(1H)，8.17-8.00(7H)，5.19(1H)，5.01(2H)，4.36(1H)，3.45(2H)，3.42-3.39(4H)，3.32-3.30(4H)，0.65-1.70(86H).

实施例4

含芘双胆固醇型荧光探针(n为2)的结构式为：

其合成方法如下：

1、制备叔丁氧羰基保护的三乙烯四胺

在流速为0.6～0.8mL/s的氩气条件下，向盛有50mL的二甲基甲酰胺中加入1g三乙烯四胺，再加入2.66g叔丁基苯基碳酸酯，三乙烯四胺与叔丁基苯基碳酸酯的摩尔比为1∶2，搅拌12小时后将反应液倒入1L0.025mol/L K₂HPO₄和0.025mol/L NaH₂PO₄缓冲液中，用2mol/L的H₂SO₄将溶液的PH调至3，再用乙醚萃取，取水层，用9mol/L的NaOH将水层的PH调至10，用二氯甲烷萃取三次，取二氯甲烷层，用无水硫酸钠干燥，悬干，得叔丁氧羰基保护的三乙烯四胺，化学反应方程式如下：

2、合成式III化合物

在流速为0.6～0.8mL/s的氩气、冰浴条件下，向盛有50mL二氯甲烷的三颈烧瓶中加入2g叔丁氧羰基保护的三乙烯四胺，取5.20g芘磺酰氯，用50mL二氯甲烷溶解为二氯甲烷芘磺酰氯溶液，滴入三颈烧瓶中，再滴加三乙胺0.15g，叔丁氧羰基保护的三乙烯四胺与芘磺酰氯、三乙胺的摩尔比为1∶3∶0.25，用质量分数为0.7％的甲醇二氯甲烷溶液分离，得到式III化合物，其反应方程式如下：

3、合成式IV化合物

将3g式III化合物加入到10mL二氯甲烷中，在氮气保护下冰浴搅拌，滴加10m三氟醋酸，三氟醋酸与二氯甲烷的体积比为1∶1，反应结束后，将溶剂蒸干，在真空干燥箱内3000Pa、30～40℃干燥2～3小时，得式IV化合物，其反应方程式如下：

4、合成含芘双胆固醇型荧光探针

在流速为0.6～0.8mL/s的氩气、冰浴条件下，向盛有二氯甲烷的三颈烧瓶中加入2g脱叔丁氧羰基保护的三乙烯四胺，取2.05g氯甲酸胆固醇酯用二氯甲烷溶解后将其滴入三颈烧瓶中，再滴加三乙胺0.58g，脱叔丁氧羰基保护的三乙烯四胺与氯甲酸胆固醇酯、三乙胺的摩尔比为1∶2∶0.25，用质量分数为0.8％的甲醇二氯甲烷溶液分离，得到含芘双胆固醇型荧光探针，其反应方程式如下：

上述结构式I的含芘双胆固醇型荧光探针的核磁数据为：¹H NMR (δ ppm，300MHz，CDCl₃)：8.9(1H)，8.42(1H)，8.18-8.01(7H)，5.21(1H)，4.89(1H)，4.31(1H)，3.46(2H)，3.40-3.38(2H)，3.27-3.25(2H)，0.67-1.72(43H).

实施例5

含芘双胆固醇型荧光探针(n为2)的结构式与实施例4相同，其合成步骤如下：

在实施例4的合成式III化合物2步骤中，在流速为0.6～0.8mL/s的氩气、冰浴条件下，向盛有50mL二氯甲烷的三颈烧瓶中加入2g叔丁氧羰基保护的三乙烯四胺，取3.46g芘磺酰氯，用50mL二氯甲烷溶解为二氯甲烷芘磺酰氯溶液，滴入三颈烧瓶中，再滴加三乙胺0.15g，叔丁氧羰基保护的三乙烯四胺与芘磺酰氯、三乙胺的摩尔比为1∶2∶0.25，用质量分数为0.7％的甲醇二氯甲烷溶液分离，得到与实施例4式III相同的化合物，该步骤中的其他步骤与实施例4相同。其他步骤与实施例4相同，合成成含芘双胆固醇型荧光探针。

上述结构式I的含芘双胆固醇型荧光探针的核磁数据为：¹H NMR (δ ppm，300MHz，CDCl₃)：9.0(1H)，8.43(1H)，8.20-8.03(7H)，5.20(1H)，4.90(1H)，4.33(1H)，3.50(2H)，3.41-3.37(2H)，3.28-3.26(2H)，0.66-1.74(43H).

实施例6

含芘双胆固醇型荧光探针(n为2)的结构式与实施例4相同，其合成步骤如下：

在实施例4的合成式III化合物2步骤中，在流速为0.6～0.8mL/s的氩气、冰浴条件下，向盛有50mL二氯甲烷的三颈烧瓶中加入2g叔丁氧羰基保护的三乙烯四胺，取6.93g芘磺酰氯，用50mL二氯甲烷溶解为二氯甲烷芘磺酰氯溶液，滴入三颈烧瓶中，再滴加三乙胺0.15g，叔丁氧羰基保护的三乙烯四胺与芘磺酰氯、三乙胺的摩尔比为1∶4∶0.25，用质量分数为0.7％的甲醇二氯甲烷溶液分离，得到与实施例4式III相同的化合物，该步骤中的其他步骤与实施例4相同。其他步骤与实施例4相同，合成成含芘双胆固醇型荧光探针。

上述结构式I的含芘双胆固醇型荧光探针的核磁数据为：¹H NMR (δ ppm，300MHz，CDCl₃)：8.7(1H)，8.40(1H)，8.21-8.02(7H)，5.20(1H)，4.91(1H)，4.33(1H)，3.50(2H)，3.42-3.39(2H)，3.26-3.23(2H)，0.70-1.70(43H).。

实施例7

结构式为式I的含芘双胆固醇型荧光探针(n为3)，其合成方法如下：

在以上的实施例1～3的合成叔丁氧羰基保护的二胺步骤1中，所用的二乙烯三胺用等摩尔的四乙烯五胺替换，该步骤中的其他步骤与实施例1相同，得叔丁氧羰基保护的四乙烯五胺。在合成式III化合物步骤2中，在流速为0.6～0.8mL/s的氩气、冰浴条件下，向盛有二氯甲烷的三颈烧瓶中加入叔丁氧羰基保护的四乙烯五胺，芘磺酰氯用二氯甲烷溶解为二氯甲烷芘磺酰氯溶液，滴入三颈烧瓶中，再滴加三乙胺，叔丁氧羰基保护的四乙烯五胺与芘磺酰氯、三乙胺的摩尔比与相应的实施例相同，该步骤中的其他步骤与实施例1相同。其他步骤与实施例1相同，合成含芘双胆固醇型荧光探针。

实施例8

结构式为式I的含芘双胆固醇型荧光探针(n为4)，其合成方法如下：

在以上的实施例1～3的合成叔丁氧羰基保护的二胺步骤1中，所用的二乙烯三胺用等摩尔的五乙烯六胺替换，该步骤中的其他步骤与实施例1相同，得叔丁氧羰基保护的五乙烯六胺。在合成式III化合物步骤2中，在流速为0.6～0.8mL/s的氩气、冰浴条件下，向盛有二氯甲烷的三颈烧瓶中加入叔丁氧羰基保护的五乙烯六胺，芘磺酰氯用二氯甲烷溶解为二氯甲烷芘磺酰氯溶液，滴入三颈烧瓶中，再滴加三乙胺，叔丁氧羰基保护的五乙烯六胺与芘磺酰氯、三乙胺的摩尔比与相应的实施例相同，该步骤中的其他步骤与实施例1相同。其他步骤与实施例1相同，合成含芘双胆固醇型荧光探针。

实施例9

结构式为式I的含芘双胆固醇型荧光探针(n为5)，其合成方法如下：

在以上的实施例1～3的合成叔丁氧羰基保护的二胺步骤1中，所用的二乙烯三胺用等摩尔的六乙烯七胺替换，该步骤中的其他步骤与实施例1相同，得叔丁氧羰基保护的六乙烯七胺。在合成式III化合物步骤2中，在流速为0.6～0.8mL/s的氩气、冰浴条件下，向盛有二氯甲烷的三颈烧瓶中加入叔丁氧羰基保护的六乙烯七胺，芘磺酰氯用二氯甲烷溶解为二氯甲烷芘磺酰氯溶液，滴入三颈烧瓶中，再滴加三乙胺，叔丁氧羰基保护的六乙烯七胺与芘磺酰氯、三乙胺的摩尔比与相应的实施例相同，该步骤中的其他步骤与实施例1相同。其他步骤与实施例1相同，合成含芘双胆固醇型荧光探针。

实施例10

含芘双胆固醇型荧光探针在检测乙腈中水含量的用途，其使用方法如下：

含芘双胆固醇型荧光探针溶于干燥过的乙腈试剂中(干燥方法按照溶剂手册中的标准方法进行干燥)，配成5×10^-6mol/L的含芘双胆固醇型荧光探针乙腈溶液，在此溶液中依次加入0μL H₂O～500μL H₂O，混合均匀后加入到比色皿中，用荧光仪在最大激发波长为350nm，发射波长为379nm、490nm处测量荧光强度，激发发射狭缝均为3nm。记录溶液达到平衡时的荧光强度，绘制荧光强度随乙腈中水含量改变的荧光光谱图。在水体积为0μL H₂O～10μL H₂O时呈现线性关系，如图1所示，在图1中，荧光强度与乙腈水溶液中水的含量呈线性关系，线性方程为：

I＝2.48-0.06[H₂O]

相关系数r为0.9992，式中I为乙腈水溶液的379nm与490nm处荧光强度的比值，k为-0.06，b为2.48。相关系数0.9992按高等教育出版社出版的分析化学下册(第三版2001年7月)相关系数的计算公式：

$r=\±\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}(x_i-\stackrel{\‾}{x})(y_i-\stackrel{\‾}{y})}{{\left[\underset{i-1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(x_i-\stackrel{\‾}{x})}^2\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(y_i-\stackrel{\‾}{y})}^2\right]}^{\frac{1}{2}}}$

式V

得出r为0.9992，表示荧光强度与乙腈水溶液中水的含量的线性关系很好。

实施例11

含芘双胆固醇型荧光探针在检测甲醇中水含量的用途，其使用方法如下：

含芘双胆固醇型荧光探针溶于干燥过的甲醇中(干燥方法按照溶剂手册中的标准方法进行干燥)，配成5×10^-6mol/L的含芘双胆固醇型荧光探针甲醇溶液，在此溶液中依次加入0μL H₂O～～500μL H₂O，混合均匀后加入到比色皿中，用荧光仪在最大激发波长为350nm，发射波长为379nm、490nm处测量荧光强度，激发发射狭缝均为3nm。记录溶液达到平衡时的荧光强度，绘制荧光强度随甲醇中水含量改变的荧光光谱图。在水体积为0μL～10μL时呈现线性关系，如图2所示，在图2中，荧光强度与甲醇水溶液中水的含量呈线性关系，线性方程为：

I＝2.69-0.03[H₂O]

相关系数r为0.9989，式中甲醇水溶液的379nm与490nm处荧光强度的比值，k为-0.03，b为2.69。相关系数0.9989按式V计算，得r为0.9989，表示荧光强度与甲醇水溶液中水的含量的线性关系很好。

实施例12

发明人采用实施例4合成的含芘双胆固醇型荧光探针在检测乙醇中水含量的用途，其使用方法如下：

将含芘双胆固醇型荧光探针溶于干燥过的乙醇中(干燥方法按照溶剂手册中的标准方法进行干燥)，配成5×10^-6mol/L的含芘双胆固醇型荧光探针乙醇溶液，在此溶液中依次加入0μL H₂O～500μL H₂O，混合均匀后加入到比色皿中，用荧光仪在最大激发波长为350nm，发射波长为379nm、490nm处测量荧光强度，激发发射狭缝均为3nm。记录溶液达到平衡时的荧光强度，绘制荧光强度随乙醇中水含量改变的荧光光谱图。在水体积为0μL～10μL时呈现线性关系，如图3所示，在图3中，荧光强度与乙醇水溶液中水的含量呈线性关系，线性方程为：

I＝5.41-0.008[H₂O]

相关系数r为0.9997，式中I为乙醇水溶液的379nm与490nm处荧光强度的比值，k为-0.008，b为5.41。相关系数0.9997按式V计算，得r为0.9997，表示荧光强度与乙醇水溶液中水的含量的线性关系很好。

实施例13

含芘双胆固醇型荧光探针在检测二氧六环中水含量的用途，其使用方法如下：

含芘双胆固醇型荧光探针溶于干燥过的二氧六环中(干燥方法按照溶剂手册中的标准方法进行干燥)，配成5×10^-6mol/L的含芘双胆固醇型荧光探针二氧六环溶液，在此溶液中依次加入0μL H₂O～500μL H₂O，混合均匀后加入到比色皿中，用荧光仪在最大激发波长为350nm，发射波长为379nm、490nm处测量荧光强度，激发发射狭缝均为3nm。记录溶液达到平衡时的荧光强度，绘制荧光强度随二氧六环中水含量改变的荧光光谱图。在水体积为0μL～10μL时呈现线性关系，如图4所示，在图4中，荧光强度与乙醇水溶液中水的含量呈线性关系，线性方程为：

I＝22.7-0.2[H₂O]

相关系数r为0.9983，式中I为二氧六环水溶液的379nm与490nm处荧光强度的比值，k为-0.2，b为22.7。相关系数0.9983按式V计算，得r为0.9983，表示荧光强度与二氧六环水溶液中水的含量的线性关系很好。

为了验证本发明的有益效果，发明人采用实施例4合成的含芘双胆固醇型荧光探针(试验时简称为荧光探针)进行了大量实验室研究试验，各种试验情况如下：

1、荧光探针对有机溶剂中微量水的检测最佳探针浓度试验

采用FLS920型的单光子计数时间分辨荧光光谱仪对实施例4制备的荧光探针对甲醇溶剂中微量水分进行了测定，所测定的探针浓度为1×10^-6，按仪器的操作方法进行了测试，测试结果如图5。在图5中，曲线a为0μL H₂O的荧光强度曲线，b为10μL H₂O的荧光强度曲线，c为20μL H₂O的荧光强度曲线，d为30μL H₂O的荧光强度曲线，e为40μL H₂O的荧光强度曲线，f为50μL H₂O的荧光强度曲线，g为60μL H₂O的荧光强度曲线，h为70μL H₂O的荧光强度曲线，i为80μL H₂O的荧光强度曲线，j为90μL H₂O的荧光强度曲线，k为100μL H₂O的荧光强度曲线，由图5可见，所制备的荧光探针在探针浓度为1×10^-6mol/L时，荧光强度变化不明显，说明以荧光探针在探针浓度为1×10^-6mol/L时，对有机溶剂中的微量水含量的检测灵敏度不高。

测定的荧光探针浓度为5×10^-6，按仪器的操作方法进行了测试，测试方法与荧光探针浓度为1×10^-6的测定相同，测试结果如图6。在图6中，曲线a～曲线k所表示的荧光强度曲线与荧光探针浓度为1×10^-6的测定相同，由图6可见，所制备的荧光探针在探针浓度为5×10^-6mol/L时，有较明显的荧光强度变化，说明以荧光探针在探针浓度为5×10^-6mol/L时，对有机溶剂中的微量水含量的检测有很高的灵敏度。

测定的荧光探针浓度为1×10^-5，按仪器的操作方法进行了测试，测试方法与荧光探针浓度为1×10^-6的测定相同，测试结果如图7。在图7中，曲线a～曲线k所表示的荧光强度曲线与荧光探针浓度为1×10^-6的测定相同，由图7可见，所制备的荧光探针在探针浓度为1×10^-5mol/L时，荧光强度变化不明显，说明以荧光探针在探针浓度为1×10^-5mol/L时，对有机溶剂中的微量水含量的检测灵敏度不高。

2、荧光探针对不同的有机溶剂中微量水的检测试验

采用FLS920型单光子计数时间分辨荧光光谱仪对实施例4合成的荧光探针对不同溶剂中微量水分的检出限按仪器的操作方法进行了测试，并按下式进行计算：

$\mathrm{DL}=\frac{3\×\sqrt{{\mathrm{\Σ}}_{i-1}^n{(I_i-\stackrel{\‾}{I})}^2/n-1}}{\frac{\mathrm{\ΔI}}{\mathrm{\ΔC}}}$

式中DL为检出限，测试和计算结果见表1。

表1实施例4荧光探针在不同有机溶剂中的检出限

溶剂	检出限DL(wt％)
		乙腈	0.0009
甲醇	0.03
		乙醇	0.1
二氧六环	0.7

由表1可见，所合成的荧光探针在乙腈中对微量水检测的检出限最低。

3、荧光探针对有机溶剂中确定微量水含量的检测灵敏度试验

采用FLS920型单光子计数时间分辨荧光光谱仪对本发明实施例4合成的荧光探针对有机溶剂中确定微量水含量的检测灵敏度进行了测定，分别取10μL H₂O与干燥过的乙腈、甲醇、乙醇和二氧六环充分混合，加入到比色皿中，用荧光仪在最大激发波长为350nm，发射波长为379nm、490nm处测量荧光强度，激发发射狭缝均为3nm。记录溶液达到平衡时379nm、490nm处的荧光强度I，计算出379nm处的荧光强度与490nm处的荧光强度的比值，分别代入乙腈、甲醇、乙醇和二氧六环的线性方程中，计算出水的含量，测试和计算结果见表2。

表2实施例4荧光探针在不同有机溶剂中的检测灵敏度

溶剂	含水量(μL)	I379/I490	线性方程	实验值(μL)	误差
						乙腈	10	1.874	I＝2.48-0.06[H2O]	10.1	1％
甲醇	10	2.38	I＝2.69-0.03[H2O]	10.3	3％
						乙醇	10	5.3308	I＝5.41-0.008[H2O]	9.8	2％
二氧六环	10	20.66	I＝22.7-0.2[H2O]	10.2	2％

由表2可见，所合成的荧光探针在乙腈、甲醇、乙醇、二氧六环中对微量水的检测具有很高的灵敏度。

Claims (4)

1.一种含芘双胆固醇型荧光探针，其特征在于该荧光探针为N，N′-(乙基-1，2-一-乙基)二(N-(2-(N-(2-(胆固醇氨基)乙基)芘-1-磺酰胺基)乙基)芘-1-磺酰胺基)，结构式如下：

式中n为1～5。

2.一种权利要求1含芘双胆固醇型荧光探针的合成方法，其特征在于它包括下述步骤：

(1)制备叔丁氧羰基保护的二胺

在流速为0.6～0.8mL/s的氩气条件下，向盛有二甲基甲酰胺中加入二胺，再加入叔丁基苯基碳酸酯，二胺与叔丁基苯基碳酸酯的摩尔比为1∶2，搅拌12小时后将反应液倒入1L 0.025mol/L K₂HPO₄和0.025mol/L NaH₂PO₄缓冲液中，用2mol/L的H₂SO₄将溶液的PH调至3，再用乙醚萃取，取水层，用9mol/L的NaOH将水层的PH调至10，用二氯甲烷萃取三次，取二氯甲烷层，用无水硫酸钠干燥，悬干，得叔丁氧羰基保护的二胺，结构式为式II化合物，其反应方程式如下：

上述的二胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺、六乙烯七胺，式中n为1～5；

(2)合成式III化合物

在流速为0.6～0.8mL/s的氩气、冰浴条件下，向盛有二氯甲烷的三颈烧瓶中加入叔丁氧羰基保护的二胺，芘磺酰氯用二氯甲烷溶解为二氯甲烷芘磺酰氯溶液，滴入三颈烧瓶中，再滴加三乙胺，叔丁氧羰基保护的二胺与芘磺酰氯、三乙胺的摩尔比为1∶2～4∶0.25，用质量分数为0.7％的甲醇二氯甲烷溶液分离，得到式III化合物，其反应方程式如下：

式中n为1～5；

(3)合成式IV化合物

将式III化合物加入到二氯甲烷中，在氮气保护下冰浴搅拌，滴加三氟醋酸，三氟醋酸与二氯甲烷的体积比为1∶1，反应结束后，将溶剂蒸干，在真空干燥箱内3000Pa、30～40℃干燥2～3小时，得式IV化合物，其反应方程式如下：

式中n为1～5；

(4)合成含芘双胆固醇型荧光探针

在流速为0.6～0.8mL/s的氩气、冰浴条件下，向盛有二氯甲烷的三颈烧瓶中加入脱叔丁氧羰基保护的二胺，取氯甲酸胆固醇酯用二氯甲烷溶解后将其滴入三颈烧瓶中，再滴加三乙胺，脱叔丁氧羰基保护的二胺与氯甲酸胆固醇酯、三乙胺的摩尔比为1∶2∶0.25，用质量分数为0.8％的甲醇二氯甲烷溶液分离，得到式I含芘双胆固醇型荧光探针，其反应方程式如下：

式中n为1～5。

3.按照权利要求2所述的含芘双胆固醇型荧光探针的合成方法，其特征在于：在合成式III化合物步骤(2)中，在流速为0.6～0.8mL/s的氩气、冰浴条件下，向盛有二氯甲烷的三颈烧瓶中加入叔丁氧羰基保护的二胺，芘磺酰氯用二氯甲烷溶解为二氯甲烷芘磺酰氯溶液，滴入三颈烧瓶中，再滴加三乙胺，叔丁氧羰基保护的二胺与芘磺酰氯、三乙胺的最佳摩尔比为1∶3∶0.25，用质量分数为0.7％的甲醇二氯甲烷溶液分离，得到式III化合物。

4.含芘双胆固醇型荧光探针在检测有机溶剂中水含量的用途；

上述的有机溶剂为乙腈、甲醇、乙醇、二氧六环中的任意一种。

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