CN106432298A - 一种镧系金属穴醚配合物及其制备方法与用途 - Google Patents

一种镧系金属穴醚配合物及其制备方法与用途 Download PDF

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CN106432298A CN201610802501.0A CN201610802501A CN106432298A CN 106432298 A CN106432298 A CN 106432298A CN 201610802501 A CN201610802501 A CN 201610802501A CN 106432298 A CN106432298 A CN 106432298A
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刘涛
韩坤
罗刚银
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祝楠楠
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    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence

Abstract

本发明属于有机化学领域，具体涉及一种镧系金属穴醚配合物及其制备方法与用途。该镧系金属穴醚配合物，具有式(Ⅰ)所示的化学结构式：本发明设计了一种新型的镧系金属穴醚配合物，通过选择特定的取代基，使得制备得到的镧系金属穴醚配合物用波长为340nm的固定发射光激发得到的激发光谱的强度较强(均达到400000)、荧光寿命较长(均大于0.2ms)、稳定性较强，因而在荧光探针、时间分辨能量转移等领域中将有较好的应用前景；该镧系金属穴醚配合物的制备方法，合成路线较短，操作步骤简便，产率较高。

Description

一种镧系金属穴醚配合物及其制备方法与用途
技术领域
本发明属于有机化学领域，具体涉及一种镧系金属穴醚配合物及其制备方法与用途。
背景技术
目前研究较多的荧光标记物可以分为以下几种：有机化合物型荧光标记物、荧光量子点和稀土配合物等。有机化合物型荧光标记物具有很好的生物相容性，但存在猝灭率高、在光照条件下不稳定、对pH值敏感和发射波普宽等缺点；荧光量子点作为生物标记物具有激发光谱宽而且连续、发射光谱窄而对称发光效率高、光化学稳定性好、不易发生光漂白等优点，但存在细胞毒性太大的缺点；穴醚稀土配合物具有与细胞相容性较好、对细胞毒性小、结构稳定等特点。
可用于癌细胞标记的稀土配合物主要有有冠醚[16]，β-二酮[15]，穴醚[17]等配体与稀土金属形成的配合物，这些配合物具有如下几个性质：1)具有较长的荧光寿命，排除背景荧光的干扰；2)具有高的荧光量子产率，提高光能量的利用率；3)配合物中具有可以与受体结合的基团(如：氨基、羧基、磺酸基等)，保证稀土金属配合物可以与受体标记物能够很好的结合；4)穴醚具有三维空腔，可将金属离子强烈地拉入空间格子内部，形成比较稳定的稀土配合物，保证标记分子在细胞环境中的稳定性；5)在穴醚主体框架结构不变的情况下，对结构进行适当的修饰引入一些可以用于蛋白标记的基团(如：含氨基等类型的基团)。上述性质使得穴醚稀土配合物在癌细胞标记中具有极大的应用价值。
中国专利文献CN105218570A公开了一种镧系化合物，该镧系化合物不存在反演中心，有利于化合物产生更高亮度的荧光，其最强发射峰可用于时间分辨荧光免疫分析的荧光分析峰；同时该化合物有较强的稳定性，放置一定时间后仍然可用于标记测试。然而，上述镧系化合物存在荧光强度较弱、荧光寿命较短、稳定性较差等缺点，从而限制了其作为荧光标记物的应用。
因此，研究新型的荧光强度较强、荧光寿命较长、稳定性较强的穴醚稀土配合物具有重要意义。
发明内容
为此，本发明提出一种镧系金属穴醚配合物及其制备方法与用途。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案来实现的：
本发明提供一种镧系金属穴醚配合物，具有式(Ⅰ)所示的化学结构式：
其中，R1、R2彼此独立地选自NH2、 OH、OR5；
n选自1～10的整数；
R3、R4彼此独立地选自H、取代或未取代的烷基、取代或未取代的苯基、烷氧基、卤素、取代或未取代的氨基、硝基、取代或未取代的酰胺基、羧基、酯基；
R5选自取代或未取代的烷基、取代或未取代的苯基。
优选地，本发明上述镧系金属穴醚配合物，
R1、R2彼此独立地选自OR5；
n选自2～5的整数；
R3、R4彼此独立地选自H、氨基、甲氧基；
R5选自取代或未取代的C1～C5的烷基。
进一步优选地，本发明上述镧系金属穴醚配合物，
R1、R2彼此独立地选自OCH3。
进一步优选地，本发明上述镧系金属穴醚配合物，所述镧系金属穴醚配合物为：
或者或者
或者或者
或者或者
或者或者
本发明还提供一种制备上述镧系金属穴醚配合物的中间体，具有式(Ⅱ)所示的化学结构式：
本发明还提供一种上述镧系金属穴醚配合物的中间体的制备方法，包括以下步骤：
在无水、无氧并采用氩气保护的条件下，式(Ⅲ)所示的中间体与EuCl3在极性非质子性溶剂中加热回流反应，即得；
优选地，本发明上述镧系金属穴醚配合物的中间体的制备方法，式(Ⅲ)所示的中间体与EuCl3的摩尔比为1:1。
进一步优选地，本发明上述镧系金属穴醚配合物的中间体的制备方法，式(Ⅲ)所示的中间体由以下方法制备而成：
在无水、无氧并采用氩气保护的条件下，在极性非质子性溶剂中，式(Ⅳ)所示的中间体和式(Ⅴ)所示的中间体在无机碱的作用下加热回流反应，即得；
进一步优选地，本发明上述镧系金属穴醚配合物的中间体的制备方法，式(Ⅳ)所示的中间体和式(Ⅴ)所示的中间体的摩尔比为2：1。
进一步优选地，本发明上述镧系金属穴醚配合物的中间体的制备方法，
所述极性非质子性溶剂选自二甲亚砜、丙酮、乙腈、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、六甲基磷酰胺中的至少一种；
所述无机碱选自碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氢氧化钠、氢氧化钾、氧化钠、氧化钾、磷酸钠、磷酸钾、磷酸氢二钠、磷酸氢二钾、氨水中的至少一种。
本发明还提供一种上述镧系金属穴醚配合物的制备方法，包括以下步骤：
式(Ⅱ)所示的中间体与CF3COOH反应，将反应液抽滤，用醚类溶剂洗涤，再抽滤，然后用甲醇溶解，先在-78℃下缓慢滴加R1H，再在-78℃下缓慢滴加R2H，即得；
其中，R1、R2彼此独立地选自NH2、 OH、OR5；
n选自1～10的整数；
R3、R4彼此独立地选自H、取代或未取代的烷基、取代或未取代的苯基、烷氧基、卤素、取代或未取代的氨基、硝基、取代或未取代的酰胺基、羧基、酯基；
R5选自取代或未取代的烷基、取代或未取代的苯基。
优选地，本发明上述镧系金属穴醚配合物的制备方法，式(Ⅱ)所示的中间体与CF3COOH的摩尔比为1：1％；
所述醚类溶剂选自C2-C10的醚中的至少一种；
式(Ⅱ)所示的中间体与R1H的摩尔比为1:1；
式(Ⅱ)所示的中间体与R2H的摩尔比为1:1。
本发明还提供一种上述镧系金属穴醚配合物的制备方法，包括以下步骤：
式(Ⅱ)所示的中间体与CF3COOH反应，将反应液抽滤，用醚类溶剂洗涤，再抽滤，然后用甲醇溶解，然后在-78℃下缓慢滴加R1H，即得；其中，R1选自NH2、OH、OR5；
n选自1～10的整数；
R3、R4彼此独立地选自H、取代或未取代的烷基、取代或未取代的苯基、烷氧基、卤素、取代或未取代的氨基、硝基、取代或未取代的酰胺基、羧基、酯基；
R5选自取代或未取代的烷基、取代或未取代的苯基。
优选地，本发明上述镧系金属穴醚配合物的制备方法，式(Ⅱ)所示的中间体与CF3COOH的摩尔比为1：1％；
所述醚类溶剂选自C2-C10的醚中的至少一种；
式(Ⅱ)所示的中间体与R1H的摩尔比为1:1。
本发明还提供一种上述镧系金属穴醚配合物的制备方法，包括以下步骤：
式(Ⅱ)所示的中间体与CF3COOH反应，将反应液抽滤，用醚类溶剂洗涤，再抽滤，然后用甲醇溶解，然后室温下缓慢加入R1H，即得；
其中，R1选自NH2、OH、OR5；
n选自1～10的整数；
R3、R4彼此独立地选自H、取代或未取代的烷基、取代或未取代的苯基、烷氧基、卤素、取代或未取代的氨基、硝基、取代或未取代的酰胺基、羧基、酯基；
R5选自取代或未取代的烷基、取代或未取代的苯基。
优选地，本发明上述镧系金属穴醚配合物的制备方法，式(Ⅱ)所示的中间体与CF3COOH的摩尔比为1：1％；
所述醚类溶剂选自C2-C10的醚中的至少一种；
式(Ⅱ)所示的中间体与R1H的摩尔比至少为1:2。
本发明还提供上述镧系金属穴醚配合物或上述镧系金属穴醚配合物的中间体在制备荧光探针中的应用。
本发明还提供一种荧光探针，包括上述镧系金属穴醚配合物或上述镧系金属穴醚配合物的中间体。
本发明上述镧系金属穴醚配合物的合成路线如下：
制备方法如下：
在无水、无氧并采用氩气保护的条件下，式(Ⅲ)所示的中间体与EuCl3在极性非质子性溶剂中加热回流反应，即得；式(Ⅲ)所示的中间体与EuCl3的摩尔比为1:1；所述极性非质子性溶剂选自二甲亚砜、丙酮、乙腈、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、六甲基磷酰胺中的至少一种；
式(Ⅱ)所示的中间体与CF3COOH反应，将反应液抽滤，用醚类溶剂洗涤，再抽滤，然后用甲醇溶解，先在-78℃下缓慢滴加R1H，再在-78℃下缓慢滴加R2H，即得；其中，式(Ⅱ)所示的中间体与CF3COOH的摩尔比为1：1％，所述醚类溶剂选自C2-C10的醚中的至少一种，式(Ⅱ)所示的中间体与R1H的摩尔比为1:1，式(Ⅱ)所示的中间体与R2H的摩尔比为1:1；或者
式(Ⅱ)所示的中间体与CF3COOH反应，将反应液抽滤，用醚类溶剂洗涤，再抽滤，然后用甲醇溶解，然后在-78℃下缓慢滴加R1H，即得；其中，式(Ⅱ)所示的中间体与CF3COOH的摩尔比为1：1％，所述醚类溶剂选自C2-C10的醚中的至少一种，式(Ⅱ)所示的中间体与R1H的摩尔比为1:1；或者
式(Ⅱ)所示的中间体与CF3COOH反应，将反应液抽滤，用醚类溶剂洗涤，再抽滤，然后用甲醇溶解，然后室温下缓慢加入R1H，即得；其中，式(Ⅱ)所示的中间体与CF3COOH的摩尔比为1：1％，所述醚类溶剂选自C2-C10的醚中的至少一种，式(Ⅱ)所示的中间体与R1H的摩尔比至少为1:2；
其中，R1、R2彼此独立地选自NH2、 OH、OR5；
n选自1～10的整数；
R3、R4彼此独立地选自H、取代或未取代的烷基、取代或未取代的苯基、烷氧基、卤素、取代或未取代的氨基、硝基、取代或未取代的酰胺基、羧基、酯基；
R5选自取代或未取代的烷基、取代或未取代的苯基。
本发明上述式(Ⅲ)所示的中间体的合成路线如下：
制备方法如下：
在无水、无氧并采用氩气保护的条件下，在极性非质子性溶剂中，式(Ⅳ)所示的中间体和式(Ⅴ)所示的中间体在无机碱的作用下加热回流反应，即得。
本发明上述式(Ⅳ)所示的化合物的合成路线如下：
本发明上述式(Ⅳ)所示的化合物的制备方法可参考文献Helvetica ChimicaActa，1992，75，1578，具体如下：
在无水、无氧并采用氩气保护的条件下，在甲苯中，式(1-1)所示的化合物在t-BuOH、t-BuLi的作用下，加热回流反应，即得式(1-2)所示的化合物；在无水、无氧并采用氩气保护的条件下，在CCl4中，式(1-2)所示的化合物在NBS和亚磷酸二乙酯的作用下，加热回流反应，即得式(Ⅳ)所示的化合物。
本发明上述式(Ⅴ)所示的化合物的合成路线如下：
本发明上述式(Ⅴ)所示的化合物的制备方法可参考文献J.Am.Chem.Soc.2010，132，14334，具体如下：在氯仿中，式(1-3)所示的化合物与六次亚甲基四胺加热回流反应3h，即得式(Ⅴ)所示的化合物。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
(1)本发明设计了一种新型的镧系金属穴醚配合物，通过选择特定的取代基，使得制备得到的镧系金属穴醚配合物用波长为340nm的固定发射光激发得到的激发光谱的强度较强(均达到400000)、荧光寿命较长(均大于0.2ms)、稳定性较强，因而在荧光探针、时间分辨能量转移等领域中将有较好的应用前景；
(2)本发明镧系金属穴醚配合物的制备方法，合成路线较短，操作步骤简便，产率较高。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：
图1是本发明将实施例5制备得到的镧系金属穴醚配合物用波长为340nm的固定发射光激发得到的激发光谱图；
图2是本发明将实施例6制备得到的镧系金属穴醚配合物用波长为340nm的固定发射光激发得到的激发光谱图；
图3是本发明将实施例7制备得到的镧系金属穴醚配合物用波长为340nm的固定发射光激发得到的激发光谱图；
图4是本发明将实施例5制备得到的镧系金属穴醚配合物用波长为340nm的固定发射光激发得到的发射光谱图；
图5是本发明将实施例6制备得到的镧系金属穴醚配合物用波长为340nm的固定发射光激发得到的发射光谱图；
图6是本发明将实施例7制备得到的镧系金属穴醚配合物用波长为340nm的固定发射光激发得到的发射光谱图。
具体实施方式
实施例1式(Ⅳ)所示的中间体的制备
参考文献Helvetica Chimica Acta，1992，75，1578.
在无水、无氧条件下，先取1mmol的6,6-二甲基-4,4-二甲酯-2，2-联吡啶(即：式(1-1)所示的化合物)加入至100mL两口烧瓶中，然后加入约40mL无水、无氧的甲苯，加热至80℃，滴加t-BuLi的t-BuOH溶液；加完后，继续回流反应30min，即得化合物6,6-二甲基-4,4-二叔丁酯-2,2-联吡啶(即：式(1-2)所示的中间体)，产率58％。
先取0.5mmol的6,6-二甲基-4,4-二叔丁酯-2,2-联吡啶(即：式(1-2)所示的化合物)加入至圆底烧瓶中，然后依次加入CCl4、2.1mmol NBS和催化量的亚磷酸二乙酯，在无水、无氧并采用氩气保护的条件下，加热回流反应过夜；反应结束后，反应液冷却、过滤，减压浓缩得淡黄色固体；固体真空抽干，然后在氩气保护下用无水四氢呋喃溶解，在冰浴条件下缓慢滴加0.5mmol亚磷酸二乙酯至四氢呋喃溶液中，然后加入0.5mmol N,N’-二异丙基乙胺，滴加结束后继续搅拌30min，撤掉冰浴、室温下搅拌20h；反应结束后，反应液抽干，乙酸乙酯和水萃取，有机层减压浓缩，用甲醇洗，过滤，滤饼用氯仿重结晶，黄色溶液中第二天有晶体生成，过滤，用甲醇洗，即得式(Ⅳ)所示的中间体；产率为50％。
式(Ⅳ)所示的中间体的结构确认数据：
1H NMR(CDCl3):1.51(s,C(CH3)3,18H)；4.49(s,-CH2Br,4H)；7.73(s,Hbpy,2H)；8.93(s,Hbpy,2H)；
MS：541.03(C22H26N2O4+H+)+(M/z＝541.03)；
元素分析(％)：C，48.74；H，4.86；N，5.14.
实施例2式(Ⅴ)所示的中间体的制备
参考文献J.Am.Chem.Soc.2010，132，14334.
取0.3mmol式(1-3)所示的化合物，加入至3mL氯仿溶液中，加热回流至全清，随后慢慢滴加0.66mmol六次亚甲基四胺的氯仿溶液(1.5mL×2)，然后继续加热回流3h；反应结束后，静置、冷却，过滤，滤饼用氯仿洗，真空抽滤；然后，向滤饼中加入H2O：EtOH：47％HBr水溶液三者体积比为1.4：5.8：1.0的混合溶剂，75℃下加热搅拌至固体全部溶解，随后溶液变澄清；停止反应，冷却、静置1h，然后冰浴30min，淡黄色的晶体析出，过滤，滤饼用乙醇洗，真空抽滤，即得式(Ⅴ)所示的中间体，产率为54％。
式(Ⅴ)所示的中间体的结构确认数据：
1H NMR(CDCl3):3.98(m,4H,-CH2NH2),4.50(m,4H,-CH2NH2),4.73(s,6H,-COOCH3),7.98(s,Hbpy,2H)；8.85(s,Hbpy,2H)；
MS:331.14(C16H18N4O4+H+)+(M/z＝331.14).
元素分析(％)：C，58.17；H，5.49；N，16.96.
实施例3式(Ⅲ)所示的中间体的制备
在无水、无氧的两口烧瓶中，加入300mL乙腈，然后依次加入20mmol式(Ⅳ)所示的化合物和10mmol式(Ⅴ)所示的化合物和0.26mmol碳酸钠，加热回流反应2～3天，反应结束后，静置、冷却，过滤，滤液减压浓缩，然后用乙醚洗，即得式(Ⅲ)所示的中间体，产率为48％。
式(Ⅲ)所示的中间体的结构确认数据：
1H NMR(Acetone-d6):8.73(s,1H,Hbpy),8.28(m,2H,Hbpy),7.76(s,2H,Hbpy),7.58(s,1H,Hbpy),3.95(s,9H,-OCH3),1.54(s,9H,-C(CH3)3)；
MS：557..23(C60H66NaN8O12+H+)2+(M/z＝557.23)；
元素分析(％)：C,62.68；H,5.79；N,9.75.
实施例4式(Ⅱ)所示的中间体的制备
在无水、无氧并采用氩气保护的条件下，将10mmol EuCl3和脱水脱氧处理过的乙腈加入至两口烧瓶中，加热回流反应，然后加入10mmol的式(Ⅲ)所示的配合物，继续加热回流反应，反应结束后，静置、冷却，过滤，滤饼用无水甲醇和氯仿洗涤；然后加入1％的三氟乙酸，室温下搅拌反应，固体慢慢溶解，反应结束后，反应液过滤，用乙醚洗涤，抽滤，滤饼即为式(Ⅱ)所示的中间体，产率为65％。
式(Ⅱ)所示的中间体的结构确认数据：
质谱：804.13(C60H66EuN8O12+CH3COO-)2+(M/z＝804.13)；
元素分析(％)：C,43.58；H,4.02；N,6.78.
实施例5式(Ⅰ-1)所示的镧系金属穴醚配合物的制备
10mmol式(Ⅱ-1)所示的中间体，加入1％CF3COOH，室温下搅拌反应，反应完成后，将反应液抽滤，用乙醚洗涤3次，再抽滤，然后用甲醇溶解，然后室温下缓慢加入20mmol乙二胺，反应完成后，反应液抽滤，用1％的三氟乙酸甲醇溶液中和至pH为5，搅拌，用HPLC-MS检测反应和分离纯化，式(Ⅰ-1)所示的镧系金属穴醚配合物，产率为12％左右。
式(Ⅰ-1)所示的镧系金属穴醚配合物的结构确认数据：
质谱：567.12(C46H42EuN12O10+CH3COO-)2+(M/z＝567.12)；
元素分析：(％)：C，46.77；H，3.58；N，14.23.
实施例6式(Ⅰ-2)所示的镧系金属穴醚配合物的制备
10mmol式(Ⅱ)所示的中间体，加入1％CF3COOH，室温下搅拌反应，反应完成后，将反应液抽滤，用乙醚洗涤3次，再抽滤，然后用甲醇溶解，然后室温下缓慢加入20mmol反应完成后，反应液抽滤，用1％的三氟乙酸甲醇溶液中和至pH为5，搅拌，用HPLC-MS检测反应和分离纯化，式(Ⅰ-2)所示的镧系金属穴醚配合物，产率为17％。
式(Ⅰ-2)所示的镧系金属穴醚配合物的结构确认数据：
MS：628.14(C58H48EuN10O10+CH3COO+)2+(M/z＝628.14)；
元素分析：(％)：C，53.45；H，3.71；N，10.75.
实施例7式(Ⅰ-3)所示的镧系金属穴醚配合物的制备
10mmol式(Ⅱ)所示的中间体，加入1％CF3COOH，室温下搅拌反应，反应完成后，将反应液抽滤，用乙醚洗涤3次，再抽滤，然后用甲醇溶解，然后室温下缓慢加入20mmol反应完成后，反应液抽滤，用1％的三氟乙酸甲醇溶液中和至pH为5，搅拌，用HPLC-MS检测反应和分离纯化，式(Ⅰ-3)所示的镧系金属穴醚配合物，产率为20％。
式(Ⅰ-3)所示的镧系金属穴醚配合物的结构确认数据：
质谱：615.24(C54H42EuN12O10+CH3COO-)2+(M/z＝615.24)；
元素分析(％)：C，50.78；H，3.31；N，13.16.
实施例8式(Ⅰ-4)所示的镧系金属穴醚配合物的制备
10mmol式(Ⅱ)所示的中间体，加入1％CF3COOH，室温下搅拌反应，反应完成后，将反应液抽滤，用乙醚洗涤3次，再抽滤，然后用甲醇溶解，然后-78℃下缓慢滴加10mmol乙二胺，反应完成后，反应液抽滤，用1％的三氟乙酸甲醇溶液中和至pH为5，搅拌，用HPLC-MS检测反应和分离纯化，式(Ⅰ-4)所示的镧系金属穴醚配合物，产率为18％。
式(Ⅰ-4)所示的镧系金属穴醚配合物的结构确认数据：
质谱：553.10(C45H38EuN10O11+CH3COO-)2+(M/z＝553.10)；
元素分析(％)：C，46.87；H，3.32；N，12.15.
实施例9式(Ⅰ-5)所示的镧系金属穴醚配合物的制备
10mmol式(Ⅱ)所示的中间体，加入1％CF3COOH，室温下搅拌反应，反应完成后，将反应液抽滤，用乙醚洗涤3次，再抽滤，然后用甲醇溶解，然后-78℃下缓慢滴加10mmo反应完成后，反应液抽滤，用1％的三氟乙酸甲醇溶液中和至pH为5，搅拌，用HPLC-MS检测反应和分离纯化，式(Ⅰ-5)所示的镧系金属穴醚配合物，产率为15％。
式(Ⅰ-5)所示的镧系金属穴醚配合物的结构确认数据：
质谱：583.61(C51H41EuN9O11+CH3COO-)2+(M/z＝583.61)；
元素分析(％)：C，50.45；H，3.40；N，10.38.
实施例10式(Ⅰ-6)所示的镧系金属穴醚配合物的制备
10mmol式(Ⅱ)所示的中间体，加入1％CF3COOH，室温下搅拌反应，反应完成后，将反应液抽滤，用乙醚洗涤3次，再抽滤，然后用甲醇溶解，然后-78℃下缓慢滴加10mmol反应完成后，反应液抽滤，用1％的三氟乙酸甲醇溶液中和至pH为5，搅拌，用HPLC-MS检测反应和分离纯化，式(Ⅰ-6)所示的镧系金属穴醚配合物，产率为14％。
式(Ⅰ-6)所示的镧系金属穴醚配合物的结构确认数据：
质谱：557.10(C48H38EuN10O11+CH3COO-)2+(M/z＝557.10)；
元素分析(％)：C，48.99；H，3.19；N，11.66.
实施例11式(Ⅰ-7)所示的镧系金属穴醚配合物的制备
10mmol式(Ⅱ)所示的中间体，加入1％CF3COOH，室温下搅拌反应，反应完成后，将反应液抽滤，用乙醚洗涤3次，再抽滤，然后用甲醇溶解，先在-78℃下缓慢滴加10mmol乙二胺、再在-78℃下缓慢滴加10mmol反应完成后，反应液抽滤，用1％的三氟乙酸甲醇溶液中和至pH为5，搅拌，用HPLC-MS检测反应和分离纯化，式(Ⅰ-7)所示的镧系金属穴醚配合物，产率为16％。
式(Ⅰ-7)所示的镧系金属穴醚配合物的结构确认数据：
质谱：605.65(C53H41EuN11O10+CH3COO-)2+(M/z＝605.65)；
元素分析(％)：C，50.59；H，3.92；N，12.24.
实施例12式(Ⅰ-8)所示的镧系金属穴醚配合物的制备
10mmol式(Ⅱ)所示的中间体，加入1％CF3COOH，室温下搅拌反应，反应完成后，将反应液抽滤，用乙醚洗涤3次，再抽滤，然后用甲醇溶解，先在-78℃下缓慢滴加10mmol乙二胺、再在-78℃下缓慢滴加10mmol反应完成后，反应液抽滤，用1％的三氟乙酸甲醇溶液中和至pH为5，搅拌，用HPLC-MS检测反应和分离纯化，式(Ⅰ-8)所示的镧系金属穴醚配合物，产率为18％。
式(Ⅰ-8)所示的镧系金属穴醚配合物的结构确认数据：
质谱：599.14(C51H46EuN12O10+CH3COO-)2+(M/z＝599.14)；
元素分析(％)：C，49.19；H，3.72；N，13.50.
实施例13式(Ⅰ-9)所示的镧系金属穴醚配合物的制备
10mmol式(Ⅱ)所示的中间体，加入1％CF3COOH，室温下搅拌反应，反应完成后，将反应液抽滤，用乙醚洗涤3次，再抽滤，然后用甲醇溶解，先-78℃下缓慢滴加10mmol再在-78℃下缓慢滴加10mmol反应完成后，反应液抽滤，用1％的三氟乙酸甲醇溶液中和至pH为5，搅拌，用HPLC-MS检测反应和分离纯化，式(Ⅰ-9)所示的镧系金属穴醚配合物，产率为21％。
式(Ⅰ-9)所示的镧系金属穴醚配合物的结构确认数据：
质谱：629.65(C57H49EuN11O10+CH3COO-)2+(M/z＝629.65)；
元素分析(％)：C，52.40；H，3.78；N，11.79.
实验例荧光实验
将实施例5-7制备得到的镧系金属穴醚配合物用波长为340nm的固定发射光激发得到的激发光谱图分别如图1-3所示。由于镧系三价稀土离子Eu3+内部配置4f-4f跃迁被禁止，导致其吸收光谱强度非常弱，而由图1-3可知，将实施例5-7制备得到的镧系金属穴醚配合物用波长为340nm的固定发射光激发得到的激发光谱图中，其荧光强度均达到400000。
将实施例5-7制备得到的镧系金属穴醚配合物用波长为340nm的固定发射光激发得到的发射光谱图分别如图4-6所示。
由图4-6可知，将实施例5-7制备得到的镧系金属穴醚配合物用波长为340nm的固定发射光激发得到的发射光谱图中，590nm、620nm处的具有非常强的发射光强度，这属于Eu3+特有的发射光谱。
实施例5-7制备得到的镧系金属穴醚配合物的量子产率和荧光寿命如表1所示。
表1实施例5-7制备得到的镧系金属穴醚配合物的量子产率和荧光寿命
实施例 量子产率(％) 荧光寿命(ms)
实施例5 57 0.20
实施例6 49 0.27
实施例7 52 0.21
由表1可知，实施例5-7制备得到的镧系金属穴醚配合物量子产率较高(均大于45％)，荧光寿命较长(均大于0.2ms)。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (13)

1.一种镧系金属穴醚配合物，其特征在于，具有式(Ⅰ)所示的化学结构式：
其中，R1、R2彼此独立地选自NH2、 OH、OR5；
n选自1～10的整数；
R3、R4彼此独立地选自H、取代或未取代的烷基、取代或未取代的苯基、烷氧基、卤素、取代或未取代的氨基、硝基、取代或未取代的酰胺基、羧基、酯基；
R5选自取代或未取代的烷基、取代或未取代的苯基。
2.根据权利要求1所述的镧系金属穴醚配合物，其特征在于，
R1、R2彼此独立地选自OR5；
n选自2～5的整数；
R3、R4彼此独立地选自H、氨基、甲氧基；
R5选自取代或未取代的C1～C5的烷基。
3.根据权利要求2所述的镧系金属穴醚配合物，其特征在于，
R1、R2彼此独立地选自OCH3。
4.根据权利要求3所述的镧系金属穴醚配合物，其特征在于，所述镧系金属穴醚配合物为：
5.一种制备权利要求1-4任一项所述的镧系金属穴醚配合物的中间体，其特征在于，具有式(Ⅱ)所示的化学结构式：
6.一种权利要求5所述镧系金属穴醚配合物的中间体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
在无水、无氧并采用氩气保护的条件下，式(Ⅲ)所示的中间体与EuCl3在极性非质子性溶剂中加热回流反应，即得；
7.根据权利要求6所述的镧系金属穴醚配合物的中间体的制备方法，其特征在于，式(Ⅲ)所示的中间体由以下方法制备而成：
在无水、无氧并采用氩气保护的条件下，在极性非质子性溶剂中，式(Ⅳ)所示的中间体和式(Ⅴ)所示的中间体在无机碱的作用下加热回流反应，即得；
8.根据权利要求7所述的镧系金属穴醚配合物的中间体的制备方法，其特征在于，式(Ⅳ)所示的中间体和式(Ⅴ)所示的中间体的摩尔比为2：1；
所述极性非质子性溶剂选自二甲亚砜、丙酮、乙腈、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、六甲基磷酰胺中的至少一种；
所述无机碱选自碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氢氧化钠、氢氧化钾、氧化钠、氧化钾、磷酸钠、磷酸钾、磷酸氢二钠、磷酸氢二钾、氨水中的至少一种。
9.一种权利要求1-4任一项所述镧系金属穴醚配合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
式(Ⅱ)所示的中间体与CF3COOH反应，将反应液抽滤，用醚类溶剂洗涤，再抽滤，然后用甲醇溶解，先在-78℃下缓慢滴加R1H，再在-78℃下缓慢滴加R2H，即得；
其中，R1、R2彼此独立地选自NH2、 OH、OR5；
n选自1～10的整数；
R3、R4彼此独立地选自H、取代或未取代的烷基、取代或未取代的苯基、烷氧基、卤素、取代或未取代的氨基、硝基、取代或未取代的酰胺基、羧基、酯基；
R5选自取代或未取代的烷基、取代或未取代的苯基；式(Ⅱ)所示的中间体与CF3COOH的摩尔比为1：1％；
所述醚类溶剂选自C2-C10的醚中的至少一种；
式(Ⅱ)所示的中间体与R1H的摩尔比为1:1；
式(Ⅱ)所示的中间体与R2H的摩尔比为1:1。
10.一种权利要求1-4任一项所述镧系金属穴醚配合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
式(Ⅱ)所示的中间体与CF3COOH反应，将反应液抽滤，用醚类溶剂洗涤，再抽滤，然后用甲醇溶解，然后在-78℃下缓慢滴加R1H，即得；
其中，R1选自NH2、OH、OR5；
n选自1～10的整数；
R3、R4彼此独立地选自H、取代或未取代的烷基、取代或未取代的苯基、烷氧基、卤素、取代或未取代的氨基、硝基、取代或未取代的酰胺基、羧基、酯基；
R5选自取代或未取代的烷基、取代或未取代的苯基；
式(Ⅱ)所示的中间体与CF3COOH的摩尔比为1：1％；
所述醚类溶剂选自C2-C10的醚中的至少一种；
式(Ⅱ)所示的中间体与R1H的摩尔比为1:1。
11.一种权利要求1-4任一项所述镧系金属穴醚配合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
式(Ⅱ)所示的中间体与CF3COOH反应，将反应液抽滤，用醚类溶剂洗涤，再抽滤，然后用甲醇溶解，然后室温下缓慢加入R1H，即得；
其中，R1选自NH2、OH、OR5；
n选自1～10的整数；
R3、R4彼此独立地选自H、取代或未取代的烷基、取代或未取代的苯基、烷氧基、卤素、取代或未取代的氨基、硝基、取代或未取代的酰胺基、羧基、酯基；
R5选自取代或未取代的烷基、取代或未取代的苯基；
式(Ⅱ)所示的中间体与CF3COOH的摩尔比为1：1％；
所述醚类溶剂选自C2-C10的醚中的至少一种；
式(Ⅱ)所示的中间体与R1H的摩尔比至少为1:2。
12.权利要求1-4任一项所述的镧系金属穴醚配合物或权利要求5所述镧系金属穴醚配合物的中间体在制备荧光探针中的应用。
13.一种荧光探针，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的镧系金属穴醚配合物或权利要求5所述镧系金属穴醚配合物的中间体。
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