CN105461675B - 一种7‑n,n‑二乙胺基‑香豆素‑3‑羧酸‑7‑苯并吡喃酮及制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于含杂环的香豆素类化合物技术领域,具体涉及一种7‑N,N‑二乙胺基‑香豆素‑3‑羧酸‑7‑苯并吡喃酮及制备方法和应用。本发明是通过在香豆素母核苯并吡喃结构的7位引入二乙胺基作推电子基团,在其3位通过酰氯化反应活化羧基,与7‑羟基香豆素上的羟基反应,生成7‑N,N‑二乙胺基‑香豆素‑3‑羧酸‑7‑苯并吡喃酮。该化合物是灵敏度高、选择性好的荧光试剂,可以用于金属离子的荧光检测。
Description
技术领域
本发明属于含杂环的香豆素类化合物技术领域,具体涉及一种7-N,N-二乙胺基-香豆素-3-羧酸-7-苯并吡喃酮及制备方法和应用。
背景技术
香豆素学名苯并吡喃酮,香豆素类化合物是广泛存在自然界中的一类重要天然杂环化合物,具有独特的生物活性和优异的光学特性。在紫外光照射下,香豆素具有蓝色荧光的物理性质。通过荧光易辨认出香豆素的存在。
发明内容
本发明的目的在于提供一种荧光灵敏度高、选择性好的7-N,N-二乙胺基-香豆素-3-羧酸-7-苯并吡喃酮化合物。
本发明的另一个目的在于提供上述化合物的制备方法和应用。
本发明7-N,N-二乙胺基-香豆素-3-羧酸-7-苯并吡喃酮的分子结构如下:
本发明7-N,N-二乙胺基-香豆素-3-羧酸-7-苯并吡喃酮的制备方法包括以下步骤:
(1)向250mL圆底烧瓶中加入10mmol4-二乙胺基水杨醛和3.20mL丙二酸二乙酯,加入30mL无水乙醇加热搅拌溶解,然后加入0.16mL哌啶,加热到88-91摄氏度,搅拌回流6h,TLC检测反应完成后,向反应液中加入质量百分数为10%的氢氧化钠溶液30mL,95-98摄氏度回流15分钟,将反应液冷却,剧烈摇晃圆底烧瓶,待橙黄色固体析出后抽滤,水洗三次,无水乙醇洗涤三次,干燥,重结晶,得到橙红色针状的7-N,N-二乙胺基香豆素-3-甲酸晶体;
(2)向100mL圆底烧瓶中加入7-N,N-二乙胺基香豆素-3-甲酸0.52g,再加入0.055mol干燥的氯化亚砜制成悬浊液,在室温下搅拌2h,抽滤,得到白色固体,无水乙醚洗涤两次,得到白色固体7-N,N-二乙胺基香豆素-3-甲酰氯;
(3)向100mL的单口圆底烧瓶中加入20mL二氯甲烷做溶剂,加入1mmol 7-羟基香豆素,滴加3滴三乙胺做缚酸剂,将1.0mmol 7-N,N-二乙胺基香豆素-3-甲酰氯溶解于20mL二氯甲烷中,然后逐滴滴加到单口圆底烧瓶中,室温反应过夜,有大量的沉淀生成,旋转蒸发,除掉二氯甲烷溶剂,加入30mL无水乙醇做溶剂,溶解部分杂质,抽滤,得到粗产品,经硅胶柱层析纯化,洗脱液为体积比为4/1的石油醚/乙酸乙酯,干燥后得亮黄色7-N,N-二乙胺基-香豆素-3-羧酸-7-苯并吡喃酮固体。
本发明7-N,N-二乙胺基-香豆素-3-羧酸-7-苯并吡喃酮作为荧光试剂应用于金属离子的荧光检测,优选地作为荧光试剂应用于Mg2+的荧光检测。
本发明制备得到的7-N,N-二乙胺基-香豆素-3-羧酸-7-苯并吡喃酮具有以下优点:
(1)、7位取代上二乙氨基的香豆素结构和8-羟基香豆素结合起来,形成“推-拉”电子体系,得到一种具有较强荧光的化合物;
(2)、7-N,N-二乙基-香豆素-3-羧酸-8-羟基-喹啉酯内酯的羰基结构,与香豆素结构酯基上的氧原子共同为镁离子提供配位点,与微量镁离子配位后,其荧光量子产率增强,是高灵敏度高、特异性强,选择性好的荧光试剂。
(3)、制备方法简单,成本低廉,性能稳定。
附图说明
图1是7-(二乙胺基)-香豆素-3-甲酸的红外光谱图;
图2是7-(二乙胺基)-香豆素-3-甲酸的核磁共振氢谱图;
图3是7-(二乙胺基)-香豆素-3-甲酸的质谱图;
图4是7-N,N-二乙胺基-香豆素-3-羧酸-7-苯并吡喃酮的红外谱图
图5是7-N,N-二乙胺基-香豆素-3-羧酸-7-苯并吡喃酮的核磁共振氢谱谱图;
图6是7-N,N-二乙胺基-香豆素-3-羧酸-7-苯并吡喃酮的核磁共振碳谱谱图;
图7是7-N,N-二乙胺基-香豆素-3-羧酸-7-苯并吡喃酮的质谱谱图;
图8是实例2的7-N,N-二乙基-香豆素-3-羧酸-7-苯并吡喃酮作为荧光试剂检测Mg2+时的荧光光谱图。
具体实施方式
实施例1
一种7-N,N-二乙胺基-香豆素-3-羧酸-7-苯并吡喃酮的分子结构式为:
具体制备方法为:
(1)向250mL圆底烧瓶中加入10mmol4-二乙胺基水杨醛和3.20mL丙二酸二乙酯,加入30mL无水乙醇加热搅拌溶解,然后加入0.16mL哌啶,加热到88-91摄氏度,搅拌回流6h,TLC检测反应完成后,向反应液中加入质量百分数为10%的氢氧化钠溶液30mL,95-98摄氏度回流15分钟,将反应液冷却,剧烈摇晃圆底烧瓶,待橙黄色固体析出后抽滤,水洗三次,无水乙醇洗涤三次,干燥,重结晶,得到橙红色针状的7-N,N-二乙胺基香豆素-3-甲酸晶体,产率82%。
用KBr压片,在Perkin-Elmer 682红外光谱仪上测得目标化合物的红外光谱,如图1。FT-IR(KBr压片)v/cm-1:3110为Ar-H的吸收峰,2978为--CH3吸收峰,1739为内酯C=O吸收峰,1667为-COOH中C=O吸收峰,1570为苯环骨架吸收峰,1403位-C=CH-吸收峰,1353有C-N吸收峰,1263为C-O吸收峰。
以CDCl3为溶剂,TMS为内标,在Bruker公司AVANCE 400MHz核磁共振仪上测得氢谱,如图2。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ12.34(s,1H,-OH),8.66(s,1H,-C=CH),7.45(d,J=9.0Hz,1H,ArH),6.71(d,J=9.0Hz,1H,ArH),6.53(s,1H,ArH),3.49(q,J=7.1Hz,4H,-CH2-)1.26(t,J=7.1Hz,6H,-CH3)。
元素分析(C14H15NO4)测定值(%;理论值):C 64.42(64.35),N 5.440(5.36),H5.81(5.78)。
如图3,ESI,m/z:244.1。
(2)向100mL圆底烧瓶中加入7-N,N-二乙胺基香豆素-3-甲酸0.52g,再加入0.055mol干燥的氯化亚砜制成悬浊液,在室温下搅拌2h,抽滤,得到白色固体,无水乙醚洗涤两次,得到0.548g白色固体7-N,N-二乙胺基香豆素-3-甲酰氯0.548g。(3)向100mL的单口圆底烧瓶中加入20mL用Na2SO4固体处理过的二氯甲烷做溶剂,加入1mmol 7-羟基香豆素,滴加3滴(200微升)三乙胺做缚酸剂,将1.0mmol 7-N,N-二乙胺基香豆素-3-甲酰氯溶解于20mL用Na2SO4固体处理过的二氯甲烷中,然后逐滴滴加到单口圆底烧瓶中,室温反应过夜,有大量的沉淀生成,旋转蒸发,除掉二氯甲烷溶剂,加入30mL无水乙醇做溶剂,溶解部分杂质,抽滤,得到粗产品,经硅胶柱层析纯化,洗脱液为体积比为4/1的石油醚/乙酸乙酯,干燥后得0.24g亮黄色7-N,N-二乙胺基-香豆素-3-羧酸-7-苯并吡喃酮固体,产率59.3%。
用KBr压片,在Perkin-Elmer 682红外光谱仪上测得目标化合物的红外光谱,如图4。FT-IR(KBr压片)v/cm-1:2978为-CH3吸收峰,1767为酯基-COAr的吸收峰,1718为内酯C=O吸收峰,1620,1584,1512,1459为苯环骨架吸收峰,1416位-C=CH-吸收峰,1346为叔胺-C-N的吸收峰,1267为-C-O-吸收峰。
以CDCl3为溶剂,TMS为内标,在Bruker公司AVANCE 400MHz核磁共振仪上测得氢谱和碳谱,如图5,1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.57(s,1H,-C=C-H),7.68(d,J=9.5Hz,1H,-C=C-H),7.48(d,J=8.4Hz,1H,ArH),7.39(d,J=8.9Hz,1H,ArH),7.21(s,1H,ArH),7.16(d,J=8.4Hz,1H,ArH),6.62(d,J=9.0Hz,1H,ArH),6.45(s,1H,ArH),6.36(d,J=9.5Hz,1H,-C=C-H),3.45(q,J=6.8Hz,4H,-CH2-),1.23(t,J=6.9Hz,6H,-CH3)。
如图6,13C NMR(100MHz,CDCl3)12.43,45.23,96.66,106.32,107.75,109.96,110.66,115.87,116.56,118.78,128.48,131.63,142.93,150.62,153.45,153.62,154.62,157.88,158.91,160.45,161.97。
元素分析(C23H19NO6)测定值(%;理论值):C 68.29(68.14),N 3.52(3.46),H 4.80(4.72)。
如图7,ESI,m/z:407.9。
实施例2
于10mL的比色管中加入1.0×10-5mol/L的7-N,N-二乙胺基-香豆素-3-羧酸-7-苯并吡喃酮溶液1.0mL,用移液管加入不同体积的1.0×10-6mol/L金属离子Mg2+,用二次蒸馏水定容,于λex/λem=427nm/467nm处测其荧光光谱,发现随着Mg2+浓度的增加荧光强度逐渐减弱,具体见图8,且荧光强度值在8.00×10-8mol/L~5.8×10-7mol/L范围内呈现良好的线性关系,线性相关系数R2=0.9976(n=3)。
实施例3
于10mL的比色管中加入1.0×10-5mol/L的7-N,N-二乙胺基-香豆素-3-羧酸-7-苯并吡喃酮溶液1.0mL,用移液管加入3.0mL自制金属离子混合液,用二次蒸馏水定容,于λex/λem=427nm/467nm处测其荧光光谱,计算镁离子浓度,具体结果见表1。
表1 自制金属离子混合液中镁离子的检测结果
注:
样1:Mg2+(2.0×10-7mol/L);Mn2+、Cu2+、K+、Pb2+、Na+、Ca2+、Fe3+、Ag+(5.0×10-7mol/L);
样2:Mg2+(3.0×10-7mol/L);Mn2+、Cu2+、K+、Pb2+、Na+、Ca2+、Fe3+、Ag+(5.0×10-7mol/L)。
Claims (3)
1.一种7-N,N-二乙胺基-香豆素-3-羧酸-7-苯并吡喃酮,其特征在于:7-N,N-二乙胺基-香豆素-3-羧酸-7-苯并吡喃酮的分子结构如下:
2.权利要求1所述的7-N,N-二乙胺基-香豆素-3-羧酸-7-苯并吡喃酮的制备方法:其特征在于包括以下步骤:
(1)向250mL圆底烧瓶中加入10mmol 4-二乙胺基水杨醛和3.20mL丙二酸二乙酯,加入30mL无水乙醇加热搅拌溶解,然后加入0.16mL哌啶,加热到88-91摄氏度,搅拌回流6h,TLC检测反应完成后,向反应液中加入质量百分数为10%的氢氧化钠溶液30mL,95-98摄氏度回流15分钟,将反应液冷却,剧烈摇晃圆底烧瓶,待橙黄色固体析出后抽滤,水洗三次,无水乙醇洗涤三次,干燥,重结晶,得到橙红色针状的7-N,N-二乙胺基香豆素-3-甲酸晶体;
(2)向100mL圆底烧瓶中加入7-N,N-二乙胺基香豆素-3-甲酸0.52g,再加入0.055mol干燥的氯化亚砜制成悬浊液,在室温下搅拌2h,抽滤,得到白色固体,无水乙醚洗涤两次,得到白色固体7-N,N-二乙胺基香豆素-3-甲酰氯;
(3)向100mL的单口圆底烧瓶中加入20mL二氯甲烷做溶剂,加入1mmol 7-羟基香豆素,滴加3滴三乙胺做缚酸剂,将1.0mmol 7-N,N-二乙胺基香豆素-3-甲酰氯溶解于20mL二氯甲烷中,然后逐滴滴加到单口圆底烧瓶中,室温反应过夜,有大量的沉淀生成,旋转蒸发,除掉二氯甲烷溶剂,加入30mL无水乙醇做溶剂,溶解部分杂质,抽滤,得到粗产品,经硅胶柱层析纯化,洗脱液为体积比为4/1的石油醚/乙酸乙酯,干燥后得亮黄色7-N,N-二乙胺基-香豆素-3-羧酸-7-苯并吡喃酮固体。
3.权利要求1所述的7-N,N-二乙胺基-香豆素-3-羧酸-7-苯并吡喃酮的应用,其特征在于:作为荧光试剂应用于Mg2+的荧光检测。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |