CN103641820A - 四唑亚胺香豆素类铜离子荧光探针及其制备方法 - Google Patents

四唑亚胺香豆素类铜离子荧光探针及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一类基于四唑亚胺香豆素结构的铜离子荧光探针的制备，该类荧光分子探针的通式如下：
Figure 306617DEST_PATH_IMAGE001
通式中R1为羟基或二乙氨基；R2为氢，2-氯，4-三氟甲氧基或4-甲氧羧基；n=1或2。这类结构相对简单、易于合成的荧光分子探针在乙醇/水溶液中对金属铜离子表现出很高的选择性和灵敏度，对铜离子发生荧光淬灭，可肉眼直接观察出溶液的颜色变化，最低可检测的铜离子浓度为1×10-6mol/L。

Description

四唑亚胺香豆素类铜离子荧光探针及其制备方法
技术领域
本发明涉及一类基于四唑亚胺香豆素结构的铜离子荧光探针的制备及其对铜离子的选择性荧光检测，属于有机小分子荧光探针领域。 
背景技术
铜是生物体内含量第三的微量金属元素，生物机体对于细胞内铜离子的含量有着十分严格的调控机制，铜的过剩或缺乏都会导致抑制神经性疾病，如Wilson病、家族遗传性脊侧索硬化症、Menkes综合征、Alzheimers 症和Prion 病等。铜离子也经常被用于农药杀菌剂，用于抑制细菌和真菌的生长，但是使用不当会造成药害，甚至通过生物富集的防治直接危害人类健康。而铜在电器、电子、机械工业生产领域广泛应用，生产过程中产生含铜离子的污水、废水会对环境造成危害。因此，对生物体或者环境中铜离子的检测具有重要意义。 
香豆素类衍生物是具有重要生物活性的杂环化合物，其广泛应用于荧光指示剂、荧光探针、非线性光学材料、荧光增白剂等领域。香豆素类荧光化合物含有苯并吡喃酮结构，具有荧光量子产率高，Stokes位移大，光物理和光化学性质可调以及光稳定性好等优点，是荧光探针分子设计中的优秀候选荧光团。Hyo Sung Jung等（Hyo Sung Jung,Pil Seung Kwon,Jeong Won Lee.et al. Coumarin-Derived Cu2+-Selective Fluorescence Sensor: Synthesis, Mechanisms, and Applications in Living Cells[J]. J. AM. CHEM. SOC.2009,131(5):2008-2012）制备出一种香豆素类荧光探针，这种荧光探针在缓冲溶液中可以选择性识别铜离子，发生荧光淬灭，而且在生物活细胞中得到理想应用；B. Nisar Ahamed等（Dalton Trans., 2011, 40, 6411–6419）制备出荧光性质优良的亚胺香豆素类荧光分子探针，这种探针能够在缓冲溶液中特异、高效、选择性识别Cu2+。作为羧基的生物等电体，四唑具有较低的毒性、良好的生物兼容性，在化学、生物等领域中都有广泛的应用。 
发明内容
一类基于四唑亚胺香豆素结构的铜离子荧光探针，其结构具有如下通式： 
Figure 742703DEST_PATH_IMAGE001
式中的取代基R1为羟基或二乙氨基；
R2为氢，2-氯，4-三氟甲氧基或4-甲氧羧基；
n=1或2。
上述化合物的制备方法如下： 
第一步：以2,4-取代苯腈、叠氮钠为原料，在溶剂中经催化剂催化合成2,4-取代苯基四唑。其中2,4-取代苯腈与叠氮钠摩尔比为1:1.1~1:1.3；溶剂选用水或N,N-二甲基甲酰胺；催化剂选用氯化铵或氯化锌；反应温度为100~125℃；反应时间为18~24小时。反应方程式：
Figure 331947DEST_PATH_IMAGE002
第二步：以2,4-取代苯基四唑、氯乙腈为原料，在有机溶剂中经碱催化剂催化合成2-乙腈-5-取代苯基四唑。其中2,4-取代苯基四唑与氯乙腈的摩尔比为1:1~1:1.2；溶剂选用1,4-二氧六环或N,N-二甲基甲酰胺；碱催化剂选用碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钾或碳酸氢钠；反应温度为50~100℃；反应时间为12~18小时。反应方程式：
第三步：以2-乙腈-5-取代苯基四唑、取代水杨醛为原料，在乙醇中经碱催化剂催化合成3-苯基四唑亚胺香豆素。其中2-乙腈-5-取代苯基四唑与取代水杨醛的摩尔比为1:1~1:1.2；碱催化剂选用二乙胺、三乙胺、哌啶或吡啶；反应温度为25~80℃，反应时间为10~16小时。反应方程式：
Figure 49367DEST_PATH_IMAGE004
第四步：以3-苯基四唑亚胺香豆素、氨烷基吡啶为原料，在乙醇中经酸催化剂催化合成3-四唑基亚胺香豆素衍生物。其中3-苯基四唑亚胺香豆素与氨烷基吡啶的摩尔比为1:2~1:5；酸催化剂为无水乙酸；反应温度为80℃，反应时间为18~30小时。反应方程式：
本发明的铜离子荧光探针具有良好的荧光性能，可以在缓冲液中选择性的结合金属离子，荧光发射波长发生明显的淬灭、荧光强度大大减弱，可肉眼观察溶液的颜色发生变化。
本发明的铜离子荧光探针合成简单，原料易得，且具有很高的衍生性，如可以用其他的水杨醛底物，也可以在苯基或吡啶基团上面引入其他功能基团，同样可以得到荧光性能良好的荧光探针分子。 
本发明与现有技术相比，其显著优点是：（1）本发明设计合成出的铜离子探针具有新颖的结构，四唑基团和香豆素母环都具有良好的生物相容性，这类四唑亚胺香豆素能够潜在应用于生物中。（2）本发明设计合成出的铜离子探针能够特异、高效、选择性检测Cu2+，这类新型荧光探针与Cu2+作用发生荧光淬灭，可以肉眼直接识别荧光淬灭效果。 
附图说明
图1为实施例1中合成的铜离子荧光探针1-B的乙醇/水溶液（乙醇：水=9:1，浓度为1×10-6 mol/L）荧光光谱图。 
图2为实施例1中合成的铜离子荧光探针1-B的乙醇/水溶液（乙醇：水=9:1，浓度为1×10-6 mol/L）对不同金属离子（Ca2+、Mg2+、Fe2+、Cr2+、Ni2+、Hg2+、Ag+、Zn2+、Cu2+）的荧光光谱响应图（离子浓度为1×10-6 mol/L.）。在图2中，纵坐标表示荧光强度，激发波长为418nm；横坐标表示不同离子，每一个单元格左边表示只有该离子存在下的荧光强度，右边表示该离子和铜离子同时存在下的荧光强度；最后一组左边为不添加任何离子，右边为铜离子响应图。 
图3为实施例1中合成的铜离子荧光探针1-B的乙醇/水溶液（乙醇：水=9:1，浓度为1×10-6 mol/L）对不同金属离子的检测的发射光谱图。在图3中，横坐标为波长（nm），纵坐标为荧光强度，激发波长为418nm。 
图4为实施例1中合成的铜离子荧光探针1-B的乙醇/水溶液（乙醇：水=9:1，浓度为1×10-6 mol/L）对不同形式的Cu2+（AcO-、CF3SO3 -、BF4 -、Cl-、SO4 2-、ClO4 -、NO3 -）荧光光谱响应图。在图4中，横坐标为波长（nm），纵坐标为荧光强度，激发波长为418nm。铜离子添加量为荧光探针的1倍。 
图5为实施例1中合成的铜离子荧光探针1-B的乙醇/水溶液（乙醇：水=9:1，浓度为1×10-6 mol/L）对不同浓度Cu2+（CuCl2）的荧光光谱响应图。在图5中，横坐标为波长（nm），纵坐标为荧光强度，激发波长为418nm。铜离子浓度由0到2×10-5 mol/L。 
具体实施方式
一类基于四唑亚胺香豆素结构的铜离子荧光探针，其结构具有如下通式： 
Figure 116680DEST_PATH_IMAGE006
式中的取代基R1为羟基或二乙氨基。
R2为氢，2-氯，4-三氟甲氧基或4-甲氧羧基。 
n=1或2。 
实施例1：铜离子荧光探针1-B的合成，其中R1为二乙氨基，R2为氢，n=2。 
  
Figure DEST_PATH_IMAGE007
5-苯基-1-H-四唑：将515.6 mg（5 mmol）苯腈、390 mg（6 mmol，1.2 eq）NaN3、818 mg（6 mmol，1.2 eq）ZnCl2 溶于10 mL 水中，100℃搅拌反应，TLC跟踪反应，24 h后反应完全，冷却，3M盐酸溶液调pH=1，过滤，真空干燥得到白色固体0.6 g，产率82.1 %。
2-乙腈-5-苯基四唑：将584.6 mg（4 mmol）1-H-5-苯基四唑、362.4 mg（4.8 mmol，1.2eq）氯乙腈、331.7 mg（2.4 mmol，0.6 eq）K2CO3溶于8 mL DMF 中，60℃搅拌反应，TLC跟踪反应，12 h后反应完全，冷却至室温，用100 mL 二氯甲烷稀释反应液，60 mL 水冲洗三次，有机相用无水硫酸钠干燥，静置。过滤，减压除溶剂，硅胶柱层析分离提纯得到白色固体0.54 g，产率72.9 %。1H NMR (500 MHz, CDCl3)：δ 8.27-8.05 (m, 2H), 7.61-7.42 (m, 3H), 5.62 (s, 2H). 
化合物1-A(如上式所示)：将370.4 mg（2mmol）2-乙腈-5-苯基四唑、386.5 mg（2mmol）4-二乙氨基水杨醛溶于3 mL 无水乙醇中，加入3滴二乙胺，室温搅拌反应，TLC跟踪反应，8 h后反应完全，过滤，无水乙醇冲洗滤渣，真空干燥得到黄色固体0.6 g，产率83.2 %。1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 8.30-8.17 (m, 2H), 7.88 (s, 1H), 7.60-7.40 (m, 3H), 7.36-7.13 (m, 1H), 6.64-6.32 (m, 2H), 3.49-3.18 (q, 4H), 1.22 (t, J = 7.1 Hz, 6H).
荧光探针1-B(如上式所示)：将180.2 mg（0.5 mmol）1-A分散在50 mL无水乙醇中，分别加入183.3 mg（1.5 mmol，3 eq）2-氨乙基吡啶、300.1 mg（5 mmol，10 eq）冰乙酸，在氩气保护条件下，回流搅拌反应，TLC跟踪反应，18 h后反应完全，冷却至室温，减压除去乙醇，残液用100 mL饱和碳酸钠稀释，100 mL 二氯甲烷萃取，有机相分别用100 mL水、100 mL食盐水冲洗，无水硫酸镁干燥，碱性氧化铝柱层析分离提纯得到黄色固体159 mg，产率68.3 %。1H NMR (500 MHz, CDCl3)：δ 8.51-8.45 (d, 1H), 8.24-8.19 (ddd, 2H), 8.10-8.02 (s, 1H),7.73-7.65 (t, 1H), 7.60-7.48 (m, 3H), 7.29-7.11 (m, 2H), 7.06-6.95 (d, 1H),6.46-6.39 (d, 1H), 6.39-6.33 (d, 1H), 4.11-4.00 (t, , 2H), 4.43-3.37 (q, 4H), 3.11-3.05 (t, 2H), 1.22-1.18 (t, 6H).
实施例2：铜离子荧光探针2-B的合成，其中R1为二乙氨基，R2为氢，n=1。
Figure 632850DEST_PATH_IMAGE008
1-A操作方法参见实施例1。 
荧光探针2-B(如上式所示)：1-A与2-氨甲基吡啶摩尔比为1:5，反应时间为30h。后处理参见1-B。产率70%。1H NMR (500 MHz, CDCl3)：δ 8.61-8.55(d,1H),8.34-8.26(m,2H),8.13-8.04(s,1H),7.73-7.65(m,1H),7.65-7.53(m,3H),7.39-7.31(m,1H),7.28-7.15(dd, 1H), 7.16-7.05 (d, 1H), 6.53 -6.46 (m, 2H), 5.66-5.58 (s, 2H), 4.44-3.36 (q, 4H), 1.20-1.16 (t, 6H). 
实施例3：铜离子荧光探针3-B的合成，其中R1为羟基，R2为氢，n=2。
Figure DEST_PATH_IMAGE009
5-苯基-1-H-四唑、2-乙腈-5-苯基四唑的合成操作方法参见实施例1。 
化合物3-A(如上式所示)：2-乙腈-5-苯基四唑与4-羟基水杨醛摩尔比为1:1.2，哌啶为碱催化剂，反应温度80℃，反应时间10h。后处理方法参见1-A,产率86%。1H NMR (500 MHz, DMSO)：δ 11.13 (s, 1H), 8.77 (s, 1H), 8.21-8.07 (m, 2H), 7.76 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 7.61 (dd, J = 4.9, 2.5 Hz, 3H), 6.94 (dd, J = 8.5, 2.2 Hz, 1H), 6.89 (d, J = 2.2 Hz, 1H). 
荧光探针3-B(如上式所示)：3-A与2-氨乙基吡啶摩尔比为1:4,80℃反应20h，后处理方法参见1-B，产率60%。1H NMR (500 MHz, DMSO) δ 11.10 (s, 1H), 8.73 (s, 1H), 8.51-8.42 (dd, 2H),8.20-8.03 (m, 2H), 7.86-7.77 (d, 1H), 7.75-7.67 (m, 1H),7.61-7.50 (m, 3H), 7.41-7.30 (m, 2H), 6.88-6.76 (m, 2H), 5.60-5.44 (t, 2H),3.16-3.04 (t, 2H).
实施例4：铜离子荧光探针4-B的合成，其中R1为羟基，R2为氢，n=1。
Figure 127416DEST_PATH_IMAGE010
3-A合成操作方法参见实施例3。 
荧光探针4-B(如上式所示)：3-A与2-氨甲基吡啶摩尔比为1:4,80℃反应24h，后处理方法参见1-B，产率72.1%。1H NMR (500 MHz, DMSO) δ 11.08 (s, 1H), 8.70 (s, 1H), 8.49-8.38 (dd, 1H),8.18-8.00 (m, 2H), 7.84-7.70 (d, 1H), 7.65-7.56 (m, 1H),7.50-7.38 (m, 3H), 7.31-7.21 (m, 2H), 6.84-6.76 (m, 2H), 5.84-5.68 (s, 2H). 
实施例5：铜离子荧光探针5-B的合成，其中R1为二乙氨基，R2为2-氯，n=2。
Figure DEST_PATH_IMAGE011
5-(2-氯苯基)-1H-四唑：将687.6 mg（5 mmol）邻氯苯腈、357.5 mg（5.5 mmol，1.1 eq）NaN3、294 mg（5.5 mmol，1.1 eq）NH4Cl 溶于5 mL DMF 中，125℃搅拌反应，TLC跟踪反应，24 h后反应完全，冷却、减压除去DMF，3 N盐酸溶液调pH=1，过滤，真空干燥得到白色固体，产率80 %。 
5-(2-氯苯基)-2-乙腈-四唑：将720 mg（4 mmol）5-(2-氯苯基)-1H-四唑、362.4 mg（4.8 mmol，1.2eq）氯乙腈、255 mg（2.4 mmol，0.6 eq）Na2CO3溶于8 mL DMF 中，50℃搅拌反应，TLC跟踪反应，18 h后反应完全，冷却至室温，用100 mL 二氯甲烷稀释反应液，60 mL 水冲洗三次，有机相用无水硫酸钠干燥，静置。过滤，减压除溶剂，硅胶柱层析分离提纯得到淡黄色液体，产率69 %。 
化合物5-A(如上式所示)：5-(2-氯苯基)-2-乙腈-四唑与4-二乙氨基水杨醛摩尔比为1:1.1，吡啶为碱催化剂，反应温度80℃，反应时间16h，得到淡黄色固体，产率71.6%。1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 8.10 (dd, J = 7.2, 2.1 Hz, 1H), 7.97 (s, 1H), 7.65-7.53 (m, 1H), 7.52-7.39 (m, 2H), 7.28 (d, J = 7.9 Hz, 1H), 6.54 (dd, J = 12.0, 3.2 Hz, 2H), 3.46 (q, J = 7.1 Hz, 4H), 1.25 (t, J = 7.1 Hz, 6H). 
荧光探针5-B(如上式所示)：5-A与氨乙基摩尔比为1:5，反应时间36h，后处理参见1-B,得到淡黄色固体，产率63%。1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ8.43-8.31 (dd,1H),8.08(dd,J=7.2,2.1Hz,1H),7.95(s,1H),7.75-7.59(m,2H),7.52-7.39(m,2H),7.20-7.06(m,2H),7.01-6.90(d,1H)6.60-6.52 (dd, 2H), 4.56 (t, J = 9.7 Hz, 2H),3.43 (q, J = 7.1 Hz, 4H), 3.02 (t, J = 9.7 Hz, 2H), 1.16 (t, J = 7.1 Hz, 6H).
实施例6：铜离子荧光探针6-B的合成，其中R1为二乙氨基，R2为2-氯，n=1。
5-A：合成操作方法参见实施例5。 
荧光探针6-B(如上式所示):5-A与2-氨甲基吡啶摩尔比为1:4，反应时间36h，后处理参见1-B,得到淡黄色固体，产率70%。1H NMR (500 MHz, CDCl3)： δ8.45-8.33(dd,1H),8.12(dd,J=7.2,2.1Hz,1H),8.01(s,1H),7.79-7.62(m,2H),7.57-7.42(m,2H),7.26-7.16(m,2H),7.10-6.99(d,1H),6.67-6.59 (dd, 2H), 5.68 (s, 2H),3.46 (q, J = 7.1 Hz, 4H), 1.26 (t, J = 7.1 Hz, 6H).    
实施例7：铜离子荧光探针7-B的合成，其中R1为二乙氨基，R2为4-三氟甲氧基，n=2。
Figure DEST_PATH_IMAGE013
5-(4-三氟甲基苯基)-1H-四唑：参见5-苯基-1-H-四唑操作合成方法，其中4-三氟甲基苯腈与叠氮钠摩尔比为1:1.3，反应温度110℃，反应时间24h，得到白色固体，产率90%。 
5-(4-三氟甲基苯基)-2-乙腈-四唑：将920 mg（4 mmol）5-(4-三氟甲基苯基)-1H-四唑、332.2 mg（4.4 mmol，1.1eq）氯乙腈、440 mg（4.4 mmol，1.1 eq）KHCO3溶于10 mL DMF 中，80℃搅拌反应，TLC跟踪反应，12 h后反应完全，冷却至室温，用100 mL 二氯甲烷稀释反应液，60 mL 水冲洗三次，有机相用无水硫酸钠干燥，静置。过滤，减压除溶剂，硅胶柱层析分离提纯得到白色固体，产率62.4 %。 
化合物7-A(如上式所示)：5-(4-三氟甲基苯基)-2-乙腈-四唑与4-二乙氨基水杨醛摩尔比为1:1.2，三乙胺为碱催化剂，反应温度25℃，反应时间12h，得到黄色固体，产率83.6%。1H NMR (500 MHz, CDCl3)：δ 8.30 (d, J = 8.6 Hz, 2H), 7.96 (s, 1H), 7.39 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 7.30 (d, J = 8.7 Hz, 1H), 6.60-6.51 (m, 2H), 3.47 (q, J = 7.1 Hz, 4H), 1.26 (t, J = 7.1 Hz, 6H). 
荧光探针7-B(如上式所示)：7-A与2-氨乙基吡啶摩尔比为1:5，反应时间为24h，得到淡黄色固体，产率65%。1H NMR (500 MHz, CDCl3)：δ8.46-8.38 (dd, 1H), 8.29 (d, J = 8.6 Hz, 2H), 8.01 (s, 1H),7.83-7.76(m, 1H), 7.66-7.53(m , 2H), 7.36–7.25 (m, 2H), 7.22 (d, J = 8.7 Hz, 1H), 6.63-6.54(m, 2H),4.58-4.50 (t, 2H), 3.47 (q, J = 7.1 Hz, 4H),3.12-3.06(t, 2H), 1.24 (t, J = 7.1 Hz, 6H).
实施例8：铜离子荧光探针8-B的合成，其中R1为二乙氨基，R2为4-三氟甲氧基，n=1。
Figure 639355DEST_PATH_IMAGE014
7-A操作方法参见实施例7。 
荧光探针8-B(如上式所示)：7-A与2-氨甲基吡啶摩尔比为1:5，反应时间36h，得到淡黄色固体，产率70%。1H NMR (500 MHz, CDCl3 ) ：δ 8.44-8.35 (dd, 1H), 8.26 (d, J = 8.6 Hz, 2H), 8.00 (s, 1H),7.82-7.75(m, 1H), 7.67-7.56(m , 2H), 7.38-7.27 (m, 2H), 7.23 (d, J = 8.7 Hz, 1H), 6.65-6.56(m, 2H),5.78 (s,1H), 3.46 (q, J = 7.1 Hz, 4H), 1.23 (t, J = 7.1 Hz, 6H). 
实施例9：铜离子荧光探针9-B的合成，其中R1为二乙氨基，R2为4-甲氧羧基，n=2。
Figure DEST_PATH_IMAGE015
5-(4-甲氧羧基苯基)-1H-四唑：参见5-(邻氯苯基)-1H-四唑操作合成方法，其中对腈基苯甲酸甲酯与叠氮钠摩尔比为1:1.2，反应温度120℃，反应时间18h，得到白色固体，产率96%。 
5-(4-甲氧羧基苯基)-2-乙腈-四唑：将817 mg（4 mmol）5-(4-甲氧羧基苯基)-1H-四唑、362.4 mg（4.8 mmol，1.2eq）氯乙腈、422 mg（4.8 mmol，1.2 eq）NaHCO3溶于10 mL 1-4-二氧六环中，80℃搅拌反应，TLC跟踪反应，16 h后反应完全，冷却至室温，用100 mL 二氯甲烷稀释反应液，60 mL 水冲洗三次，有机相用无水硫酸钠干燥，静置。过滤，减压除溶剂，硅胶柱层析分离提纯得到白色固体，产率65.9 %。 
化合物9-A(如上式所示)：5-(4-甲氧羧基苯基)-2-乙腈-四唑与4-二乙氨基水杨醛摩尔比为1:1.1，三乙胺作为碱催化剂，反应温度60℃，反应时间14h，冷却过滤，得到黄色固体，产率79.6%。1H NMR (500 MHz, CDCl3 )：δ 8.34 (d, J = 8.2 Hz, 2H), 8.21 (d, J = 8.2 Hz, 2H), 7.94 (s, 1H), 7.29 (d, J = 9.5 Hz, 1H), 6.55 (dd, J = 14.5, 5.7 Hz, 2H), 3.98 (s, 3H), 3.46 (q, J = 7.1 Hz, 4H), 1.26 (t, J = 7.1 Hz, 6H). 
荧光探针9-B(如上式所示)：9-A与2-氨乙基吡啶摩尔比为1:4，反应时间为24h，得到黄色固体，产率63%。1H NMR (500 MHz, CDCl3):δ 8.55-8.47 (dd, 1H), δ 8.35 (d, J = 8.2 Hz, 2H), 8.23 (d, J = 8.2 Hz, 2H), 7.98(s, 1H), 7.76-7.64 (td, 1H), 7.48-7.38 (m, 2H), 7.32 (d, J = 9.5 Hz, 1H), 6.58 (dd, J = 14.5, 5.7 Hz, 2H), 4.69-6.58 (t, 2H), 4.01 (s, 3H), 3.50 (q, J = 7.1 Hz, 4H), 3.18-3.10(t, , 2H), 1.25 (t, J = 7.1 Hz, 6H).
实施例10：铜离子荧光探针10-B的合成，其中R1为二乙氨基，R2为4-甲氧羧基，n=1。
Figure 245917DEST_PATH_IMAGE016
9-A操作方法参见实施例9。 
荧光探针10-B(如上式所示)：9-A与2-氨甲基吡啶摩尔比为1:3，反应时间为30h，得到黄色固体，产率59%。1H NMR (500 MHz, CDCl3)：δ8.61-8.52 (dd, 1H), δ 8.37 (d, J = 8.2 Hz, 2H), 8.28(d, J = 8.2 Hz, 2H), 8.04 (s, 1H), 7.67-7.59 (td, 1H), 7.52-7.44 (td, 1H), 7.41-7.34 (dd, 1H), 7.30 (d, J = 9.5 Hz, 1H), 6.63 (dd, J = 14.5, 5.7 Hz, 2H),, 5.72 (s, 2H), 4.10 (s, 3H), 3.46 (q, J = 7.1 Hz, 4H), 1.27 (t, J = 7.1 Hz, 6H). 
实施例11：铜离子荧光探针1-B的应用
    将实施例1中合成的铜离子荧光探针1-B溶于乙醇中，配制浓度为1×10-6 mol/L的乙醇/水溶液（乙醇：水=9:1），检测其荧光性能，图1为其荧光光谱图，图1中可以看出最大吸收波长在418nm、最大发射波长在500nm，Stokes位移达到82nm；加入不同金属离子后，用荧光分光光度计检测其荧光强度变化，结果如图2、图3所示，荧光光谱分析表明，铜离子荧光探针1-B对铜离子有很高的选择性，铜离子荧光探针1-B的低浓度溶液加入铜离子后荧光强度发生明显猝灭，且选择性不受钠、镁、锌、镍、汞等离子的影响；用不同形式的铜离子加入到溶液中，检测其荧光强度的变化，荧光光谱分析表明，加入铜离子后荧光猝灭，猝灭效果不受铜离子的配阴离子的影响，如图4所示；不同浓度的铜离子加入到溶液中，检测其荧光强度的变化，荧光光谱分析表明，添加量为探针浓度的1倍时，淬灭效果非常明显，探针对铜离子的荧光淬灭具有很高的灵敏度，如图5所示。
  

Claims (8)

1.一类基于四唑亚胺香豆素结构的铜离子荧光探针，其特征在于结构具有如下通式：
Figure 625805DEST_PATH_IMAGE001
式中的取代基R1为羟基或二乙氨基；
R2为氢，2-氯，4-三氟甲氧基或4-甲氧羧基；
n=1或2。
2.根据权利要求1所述的一类基于四唑亚胺香豆素结构的铜离子荧光探针，其特征在于制备方法如下：
第一步，以2,4-取代苯腈、叠氮钠为原料，在溶剂中经催化剂催化合成取代苯基四唑；
第二步，以取代苯基四唑、氯乙腈为原料，在有机溶剂中经碱催化剂催化合成2-乙腈-5-取代苯基四唑；
第三步，以2-乙腈-5-取代苯基四唑、水杨醛类化合物为原料，在乙醇中经碱催化剂催化合成3-苯基四唑亚胺香豆素；
第四步，以3-苯基四唑亚胺香豆素、氨烷基吡啶为原料，在乙醇中经酸催化剂催化合成出3-四唑基亚胺香豆素衍生物。
3.根据权利要求2所述的铜离子荧光探针的制备方法中，其特征在于：第一步选用的2,4-取代苯腈与叠氮钠摩尔比为1:1.1~1:1.3；溶剂选用水或N,N-二甲基甲酰胺；催化剂选用氯化铵或氯化锌；反应温度为100~125℃；反应时间为18~24小时。
4.根据权利要求2所述的铜离子荧光探针的制备方法中，其特征在于；第二步选用的2,4-取代苯基四唑与氯乙腈的摩尔比为1:1~1:1.2；溶剂选用1,4-二氧六环或N,N-二甲基甲酰胺；碱催化剂选用碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钾或碳酸氢钠；反应温度为50~100℃；反应时间为12~18小时。
5.根据权利要求2所述的铜离子荧光探针的制备方法中，其特征在于：第三步选用的2-乙腈-5-取代苯基四唑与水杨醛类化合物的摩尔比为1:1~1:1.2；碱催化剂选用二乙胺、三乙胺、哌啶或吡啶；反应温度为25~80℃，反应时间为10~16小时。
6.根据权利要求2所述的铜离子荧光探针的制备方法中，其特征在于：第四步选用的3-苯基四唑亚胺香豆素与氨烷基吡啶的摩尔比为1:2~1:5；酸催化剂为冰乙酸；反应温度为80℃，反应时间为24~48小时。
7.根据权利要求1所述的铜离子荧光探针的用途，其特征在于：该类化合物具有良好的荧光性能，能够在多种溶剂如水、PBS溶液、甲醇、乙醇、DMF或DMSO等及其混合溶剂中对金属离子进行荧光检测。
8.根据权利要求1所述的铜离子荧光探针的用途，其特征在于：该类化合物可以在水、乙醇、二氯甲烷、缓冲液等溶剂中选择性的结合金属Cu2+离子，最低可检测的铜离子浓度为1×10-6 mol/L，可肉眼直接观察出溶液颜色变化。
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