CN106083870A - 一种新型磷酸二氢根荧光离子探针及制备方法与应用 - Google Patents

一种新型磷酸二氢根荧光离子探针及制备方法与应用 Download PDF

Info

Publication number
CN106083870A
CN106083870A CN201610408177.4A CN201610408177A CN106083870A CN 106083870 A CN106083870 A CN 106083870A CN 201610408177 A CN201610408177 A CN 201610408177A CN 106083870 A CN106083870 A CN 106083870A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rhodamine
lactams
dihydrogen phosphate
nap
phosphate ions
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610408177.4A
Other languages
English (en)
Inventor
胡志强
王鲲鹏
陈绍晋
顾莹莹
牛翔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qingdao University of Science and Technology
Original Assignee
Qingdao University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qingdao University of Science and Technology filed Critical Qingdao University of Science and Technology
Priority to CN201610408177.4A priority Critical patent/CN106083870A/zh
Publication of CN106083870A publication Critical patent/CN106083870A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D491/00Heterocyclic compounds containing in the condensed ring system both one or more rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms and one or more rings having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D451/00 - C07D459/00, C07D463/00, C07D477/00 or C07D489/00
    • C07D491/02Heterocyclic compounds containing in the condensed ring system both one or more rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms and one or more rings having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D451/00 - C07D459/00, C07D463/00, C07D477/00 or C07D489/00 in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D491/10Spiro-condensed systems
    • C07D491/107Spiro-condensed systems with only one oxygen atom as ring hetero atom in the oxygen-containing ring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6428Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
    • G01N21/643Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes" non-biological material
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6486Measuring fluorescence of biological material, e.g. DNA, RNA, cells
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1029Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1088Heterocyclic compounds characterised by ligands containing oxygen as the only heteroatom

Abstract

一种用于磷酸二氢根离子检测的荧光分子探针试剂,为罗丹明6G内酰胺萘基衍生物,其与磷酸二氢根作用导致螺环打开,荧光上升来检测磷酸二氢根离子。制备方法是:首先罗丹明6G与氨气反应生成罗丹明6G内酰胺,继续与1‑萘异硫氰酸酯反应生成罗丹明6G内酰胺萘基衍生物。本发明的优点是:本发明制备的罗丹明6G萘基衍生物,合成简单方便,产率高,易于制备,适于放大合成及实际生产应用。其作为新型磷酸二氢根阴离子荧光探针可以应用于生物以及离子检测领域。采用荧光光谱监测手段,探针分子在乙腈和水混合溶液中显示对于磷酸二氢根离子的专一性识别且灵敏度高,具有广阔的应用前景。

Description

一种新型磷酸二氢根荧光离子探针及制备方法与应用
【技术领域】
本发明属于阴离子检测的荧光分子探针领域,特别是一种用于磷酸二氢根离子检测的荧光分子探针试剂及其制备方法。
【背景技术】
荧光离子探针能够将离子存在信息转换成易被检测的荧光信号,进而获得特定离子的识别功能。在体系中与特定离子的相互作用会发生特定的物理化学变化,从而导致相应的荧光信号发生改变。荧光离子探针具有高灵敏度,简单易行等诸多优点。
罗丹明类荧光分子由于具有摩尔消光系数高、光稳定性好、荧光量子产率高、较长的激发波长和发射波长等优异的光物理和光化学性能,已成为制备荧光探针的理想材料之一。罗丹明荧光探针主要用于检测金属阳离子方面,而对于检测阴离子方面应用较少。
磷酸阴离子在生物以及生态系统中有着非常重要的影响,参与生物体内的生命过程,磷酸阴离子浓度过高会导致肾脏疾病以及高磷血病。水生态系统中磷酸阴离子的浓度过高会导致水体的富营养化。因此发展磷酸二氢根阴离子的检测方法对发展在水环境中具有高选择性的阴离子传感分子具有重要的意义。但是现有的磷酸阴离子传感器大多选择性较差,难于区分磷酸二氢根阴离子与醋酸根等其它阴离子(Chem.-Eur.J.2008,14,9065-9073)。因此合成新型的磷酸二氢根阴离子荧光探针,无论在化学应用还是理论研究上都是十分重要的挑战,本发明设计合成的罗丹明6G内酰胺萘基衍生物对于磷酸二氢根有很好地选择性,在离子检测领域以及生物领域展示了重要的应用前景。
【发明内容】
本发明的目的是针对上述技术分析和存在问题,提供一种用于磷酸二氢根离子检测的荧光分子探针试剂以及制备方法。
本发明的技术方案:
一种用于磷酸二氢根离子检测的荧光分子探针试剂RH-nap,为罗丹明6G内酰胺萘基衍生物,其化学式为C37H34N4O2S,结构式为:
一种所述用于磷酸二氢根离子检测的荧光分子探针试剂的制备方法,步骤如下:
1)罗丹明6G内酰胺的制备
罗丹明6G溶于甲醇中,回流0.5小时,通入氨气,继续回流反应0.5小时,冷却至室温,减压抽滤,用甲醇洗涤2~3次,得粉红色固体罗丹明6G内酰胺。
2)罗丹明6G内酰胺萘基衍生物的制备
罗丹明6G内酰胺溶于干燥的N,N-二甲基甲酰胺,加入氢化钠冰浴下反应0.5小时,以1mL/min的速度将1-萘异硫氰酸酯的N,N-二甲基甲酰胺溶液滴入,搅拌至完全溶解,升温至室温继续反应2小时。将反应液以2mL/min的速度滴入250mL蒸馏水中,用二氯甲烷萃取2~3次,合并有机层,干燥、过滤、减压蒸馏浓缩至0.2mol/L,静置析出黄色固体,抽滤,二氯甲烷洗涤沉淀,真空干燥,得到罗丹明6G内酰胺萘基衍生物。
所述罗丹明6G、甲醇和氨气的用量比为1mol:9L:100m3
所述罗丹明6G内酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、氢化钠和1-萘异硫氰酸酯的用量比为1mol:8L:1mol:1mol。
所述N,N-二甲基甲酰胺反应液与蒸馏水的容积比为1:5。
本发明的优点是:本发明制备的罗丹明6G萘基衍生物,合成简单方便,产率高,易于制备,适于放大合成及实际生产应用。其作为新型磷酸二氢根阴离子荧光探针可以应用于生物以及离子检测领域。采用荧光光谱监测手段,探针分子在乙腈和水混合溶液中显示对于磷酸二氢根离子的专一性识别且灵敏度高,具有广阔的应用前景。
【附图说明】
图1为该荧光离子探针试剂的合成路线示意图。
图2为10μM的RH-nap的乙腈和水体积比1:1混合溶液中加入当量不同阴离子后的荧光发射光谱。
图3为10μM的RH-nap的乙腈和水体积比1:1混合溶液中逐步加入磷酸二氢根离子后的荧光发射光谱。
【具体实施方式】
实施例:
1)罗丹明6G内酰胺中间体的制备
将6.0g(13.5mmol)罗丹明6G溶于120mL甲醇中,回流0.5小时,通入1.4L氨气,继续回流反应0.5小时。冷却至室温,减压抽滤,用甲醇洗涤2~3次,得粉红色固体罗丹明6G内酰胺,收率82.4%。
2)罗丹明6G内酰胺萘基衍生物的制备
2.0g(4.8mmol)罗丹明6G内酰胺溶于40mL干燥的N,N-二甲基甲酰胺,加入0.12g(4.8mmol)氢化钠冰浴下反应0.5小时。0.89g(4.8mmol)1-萘异硫氰酸酯溶于10mL干燥的N,N-二甲基甲酰胺,以1mL/min的速度将1-萘异硫氰酸酯的N,N-二甲基甲酰胺溶液滴入,升温至室温继续反应2小时。将反应液以2mL/min的速度滴入250mL水中,用二氯甲烷萃取2~3次,合并有机层,干燥、过滤、减压蒸馏浓缩至0.2mol/L,静置析出黄色固体,抽滤,二氯甲烷洗涤沉淀,真空干燥,得到罗丹明6G内酰胺萘基衍生物,收率47.1%。熔点:227.2~231.5℃。1H NMR(CD3SOCD3,500MHz,TMS):δ=1.20(t,6H,J=7Hz);1.88(s,6H);3.12-3.07(m,4H);4.96(t,2H);6.17(s,2H);6.40(s,2H);6.98-6.97(d,1H,J=9Hz);7.42-7.39(t,1H,J=7.5Hz);7.51-7.45(m,3H);7.59(t,1H,J=7.5Hz);7.65-7.54(d,1H,J=7.5Hz);7.69-7.67(d,1H,J=8.5Hz);7.84-7.82(m,1H);8.04-8.03(d,1H,J=7Hz);12.30(s,1H).13C NMR(CD3SOCD3,500MHz,TMS):δ=14.70,17.33,37.93,55.30,69.41,96.08,107.04,117.88,123.07,124.41,124.71,125.24,125.86,126.54,126.08,127.09,127.62,128.60,129.25,129.36,134.20,134.85,135.68,147.75,151.02,155.08,169.64,179.47.2)。
本发明的具体应用及效果如下:
RH-nap配成10μM的乙腈-水体积比1:1的溶液,用荧光分光光度计对其识别H2PO4 -性能进行了研究。当量加入不同的阴离子(F-,Cl-,Br-,I-,AcO-,CN-,HSO4 -,H2PO4 -,NO3 -),如图2所示,只有在H2PO4 -存在时,荧光探针RH-nap的螺环打开,于561nm处出现很强的荧光发射峰,溶液颜色变成粉红色,而在等量的其它阴离子(F-,Cl-,Br-,I-,AcO-,CN-,HSO4 -,NO3 -)存在下荧光强度及溶液颜色均没有明显变化。如图3所示,在RH-nap配成10μM的乙腈-水体积比1:1的溶液中,分别加入不同当量的H2PO4 -(0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1.0,1.1,1.2,1.5,1.75,2.0,2.25,2.5当量),随着H2PO4 -的浓度上升,溶液在558nm处的荧光发射峰强度不断增加,同时溶液颜色也由无色变成粉红色,说明RH-nap对于磷酸二氢根阴离子有很好的识别能力。

Claims (7)

1.一种用于磷酸二氢根离子检测的荧光分子探针试剂RH-nap,其特征在于,该探针试剂RH-nap为罗丹明6G内酰胺萘基衍生物,其化学式为C37H34N4O2S,结构式为:
2.一种如权利要求1所述用于磷酸二氢根离子检测的荧光分子探针试剂RH-nap的制备方法,其特征在于包括下述步骤:
1)罗丹明6G内酰胺的制备
罗丹明6G溶于甲醇中,回流0.5小时,通入氨气,继续回流反应0.5小时,冷却至室温,减压抽滤,用甲醇洗涤2~3次,得粉红色固体罗丹明6G内酰胺,罗丹明6G的结构式为:
2)罗丹明6G内酰胺萘基衍生物的制备
罗丹明6G内酰胺溶于干燥的N,N-二甲基甲酰胺,加入氢化钠冰浴下反应0.5小时,以1mL/min的速度将1-萘异硫氰酸酯的N,N-二甲基甲酰胺溶液滴入,搅拌至完全溶解,升温至室温继续反应2小时,将反应液以2mL/min的速度滴入250mL蒸馏水中,用二氯甲烷萃取2~3次,合并有机层,干燥、过滤、减压蒸馏浓缩至0.2mol/L,静置析出黄色固体,抽滤,二氯甲烷洗涤沉淀,真空干燥,得到罗丹明6G内酰胺萘基衍生物,即荧光分子探针试剂RH-nap。
3.根据权利要求2所述用于磷酸二氢根离子检测的荧光分子探针试剂RH-nap的制备方法,其特征在于:所述罗丹明6G、甲醇和氨气的用量比为1mol:9L:100m3
4.根据权利要求2所述用于磷酸二氢根离子检测的荧光分子探针试剂RH-nap的制备方法,其特征在于:所述罗丹明6G内酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、氢化钠和1-萘异硫氰酸酯的用量比为1mol:8L:1mol:1mol。
5.根据权利要求2所述用于磷酸二氢根离子检测的荧光分子探针试剂RH-nap的制备方法,其特征在于:所述N,N-二甲基甲酰胺反应液与蒸馏水的容积比为1:5。
6.根据权利要求2所述用于磷酸二氢根离子检测的荧光分子探针试剂RH-nap的制备方法,其特征在于其制备步骤如下:取2.0g罗丹明6G内酰胺溶于40mL干燥的N,N-二甲基甲酰胺,加入0.12g氢化钠冰浴下反应0.5小时,0.89g的1-萘异硫氰酸酯溶于10mL干燥的N,N-二甲基甲酰胺,以1mL/min的速度将1-萘异硫氰酸酯的N,N-二甲基甲酰胺溶液滴入,升温至室温继续反应2小时,将反应液以2mL/min的速度滴入250mL水中,用二氯甲烷萃取2~3 次,合并有机层,干燥、过滤、减压蒸馏浓缩至0.2mol/L,静置析出黄色固体,抽滤,二氯甲烷洗涤沉淀,真空干燥,得到罗丹明6G内酰胺萘基衍生物,即荧光分子探针试剂RH-nap,收率47.1%。
7.一种如权利要求1所述用于磷酸二氢根离子检测的荧光分子探针试剂RH-nap作为检测磷酸二氢根离子的用途。
CN201610408177.4A 2016-06-07 2016-06-07 一种新型磷酸二氢根荧光离子探针及制备方法与应用 Pending CN106083870A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610408177.4A CN106083870A (zh) 2016-06-07 2016-06-07 一种新型磷酸二氢根荧光离子探针及制备方法与应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610408177.4A CN106083870A (zh) 2016-06-07 2016-06-07 一种新型磷酸二氢根荧光离子探针及制备方法与应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106083870A true CN106083870A (zh) 2016-11-09

Family

ID=57228637

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610408177.4A Pending CN106083870A (zh) 2016-06-07 2016-06-07 一种新型磷酸二氢根荧光离子探针及制备方法与应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106083870A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107179301A (zh) * 2017-04-24 2017-09-19 西北师范大学 锆‑卟啉金属有机骨架材料作为荧光探针在检测磷酸氢根离子中的应用
CN108218880A (zh) * 2016-12-22 2018-06-29 王可 一种新型汞离子光学探针及其制备方法与应用
CN108218881A (zh) * 2016-12-22 2018-06-29 王可 基于罗丹明b的新型汞离子荧光探针及其制备方法与应用
CN111393401A (zh) * 2020-04-13 2020-07-10 云南大学 一种基于罗丹明衍生物检测心肌黄酶的荧光探针分子及制备方法和用途

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101581688A (zh) * 2009-03-12 2009-11-18 西北师范大学 水体系中磷酸二氢根离子的电化学检测方法
CN103374100A (zh) * 2013-07-12 2013-10-30 中科院广州化学有限公司 选择性识别阴离子的长荧光寿命铕基聚合物的制备与应用

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101581688A (zh) * 2009-03-12 2009-11-18 西北师范大学 水体系中磷酸二氢根离子的电化学检测方法
CN103374100A (zh) * 2013-07-12 2013-10-30 中科院广州化学有限公司 选择性识别阴离子的长荧光寿命铕基聚合物的制备与应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
顾莹莹: "基于罗丹明类荧光探针的合成及识别性能研究", 《青岛科技大学硕士学位论文》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108218880A (zh) * 2016-12-22 2018-06-29 王可 一种新型汞离子光学探针及其制备方法与应用
CN108218881A (zh) * 2016-12-22 2018-06-29 王可 基于罗丹明b的新型汞离子荧光探针及其制备方法与应用
CN108218881B (zh) * 2016-12-22 2020-09-15 王可 基于罗丹明b的汞离子荧光探针及其制备方法与应用
CN108218880B (zh) * 2016-12-22 2020-09-15 王可 一种汞离子光学探针及其制备方法与应用
CN107179301A (zh) * 2017-04-24 2017-09-19 西北师范大学 锆‑卟啉金属有机骨架材料作为荧光探针在检测磷酸氢根离子中的应用
CN111393401A (zh) * 2020-04-13 2020-07-10 云南大学 一种基于罗丹明衍生物检测心肌黄酶的荧光探针分子及制备方法和用途

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11530439B2 (en) Polymethine compounds and their use as fluorescent labels
CN106083870A (zh) 一种新型磷酸二氢根荧光离子探针及制备方法与应用
CN107663384B (zh) 一种荧光染料及其制备方法和用途
Li et al. A near-infrared fluorescent probe for Cu2+ in living cells based on coordination effect
CN104830317B (zh) 一种硫化氢分子荧光探针及其制备方法和应用
CN109608414B (zh) 检测过氧亚硝酸根的荧光探针及其制备方法和应用
CN103804369B (zh) 一种裸眼和荧光比率检测含氰离子荧光分子探针的合成及应用
CA2902992C (en) Rhodamine compounds and their use as fluorescent labels
US8754244B1 (en) Rhodamine compounds and their use as fluorescent labels
CN104804728A (zh) 一种荧光增强型苯硫酚荧光探针的制备及应用
CN105693655A (zh) 氨基苯并噻唑修饰的柱芳烃及其合成和在连续荧光识别水相中Fe3+、F-的应用
Zhou et al. Molecular imaging of biothiols and in vitro diagnostics based on an organic chromophore bearing a terbium hybrid probe
CN107903257B (zh) 一种基于花菁可视有机分子荧光探针及其制备方法
CN111410652B (zh) 一种具有聚集诱导发光效应的线粒体靶向型近红外荧光探针的制备
Feng et al. Fluorogenic and chromogenic detection of biologically important fluoride anion with schiff-bases containing 4-amino-1, 8-naphthalimide unit
CN114605343A (zh) 一种荧光基团LAN-OH、荧光传感器LAN-βgal及其制备方法和应用
CN103044406B (zh) 香豆素类衍生物及其制备方法和在检测氰根离子中的应用
CN105884713A (zh) 一种荧光增强型硫化氢分子荧光探针及其制备方法和应用
CN107118215B (zh) 一种治疗乳腺癌药物瑞博西尼中间体的制备方法
CN113004258B (zh) 一种基于esipt效应的硫化氢比率型荧光分子探针的制备方法及其应用
CN108676024B (zh) 苯硼酸修饰的近红外方酸染料及其制备方法和应用
CN104478984B (zh) 两亲性Tb(III)配合物及其制备方法以及螺旋状荧光纳米纤维的制备方法和应用
CN106366041B (zh) 一种连续识别钯离子、co的荧光探针及应用
CN110669350B (zh) 一种哌啶基bodipy类红光荧光染料及其制备方法和应用
CN110041308A (zh) 一种高对称性三明治结构亚胺锌配合物

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20161109