CN106749142A - 一种so32‑/hso3‑检测试剂及其合成方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种SO3 2‑/HSO3 ‑检测试剂及其合成方法和应用,所述检测试剂为(Z)‑3‑氯‑(7‑(二乙胺基)‑2‑氧‑2‑氢‑色烯‑3‑基)丙烯醛。试剂合成方法:以3‑(二乙胺基)苯酚为原料制得4‑(二乙胺基)‑2‑间羟基苯甲醛;再与乙酰乙酸乙酯反应制得3‑乙酰基‑7‑(二乙胺基)‑2氢‑色烯‑2‑酮;加入三氯氧磷反应制得(Z)‑3‑氯‑(7‑(二乙胺基)‑2‑氧‑2‑氢‑色烯‑3‑基)丙烯醛。检测SO3 2‑/HSO3 ‑的方法:在pH为7.4的HEPES缓冲溶液中,通过荧光分光光度计定量检测SO3 2‑/HSO3 ‑的含量。本发明检测SO3 2‑/HSO3 ‑的方法,灵敏度高,选择性好,检测过程简便、快速,检测结果准确。
Description
技术领域
本发明涉及亚硫酸根/亚硫酸氢根离子检测技术,具体涉及(Z)-3-氯-(7-(二乙胺基)-2-氧-2-氢-色烯-3-基)丙烯醛及其合成方法,以及(Z)-3-氯-(7-(二乙胺基)-2-氧-2-氢-色烯-3-基)丙烯醛作为试剂在检测亚硫酸根/亚硫酸氢根离子中的应用。
背景技术
二氧化硫是一种公认的空气污染物,在中性体系下容易水解成亚硫酸根与亚硫酸氢根(3:1,M/M)。日常生活中,二者被广泛用作食品、饮料及药物的抗菌剂,酶抑制剂和抗氧化剂。但是,大量病理学研究证明大量吸入这两种离子会对细胞、组织造成危害,导致呼吸道疾病、心血管疾病及神经障碍,例如肺癌、哮喘、中风、过敏反应、偏头痛、心肌缺血及脑瘤等。正是由于这两种阴离子对人体有着很大的危害,因此在食品、饮料及空气中的量应该被严格控制。此外,为了研究二氧化硫衍生物的生物活性,开发设计一种检测细胞内亚硫酸根/亚硫酸氢根浓度的分析方法具有重要的意义。
到目前为止,已经有很多方法用来检测体内及体外亚硫酸根及亚硫酸氢根浓度,如:毛细管电泳法、色谱分析法及荧光探针。其中,小分子荧光探针检测由于其具有高灵敏度、高选择性、非侵入性、操作简便及实时成像的特征已被视为是最有前景的检测技术。
在本发明中,设计合成了(Z)-3-氯-(7-(二乙胺基)-2-氧-2-氢-色烯-3-基)丙烯醛,通过SO3 2-/HSO3 -和化合物在亲核加成反应前后荧光强度的变化,实现SO3 2-/HSO3 -的检测。
发明内容
本发明的目的是提供一种SO3 2-/HSO3 -检测试剂及其合成方法,以及将该检测试剂用于定量检测SO3 2-/HSO3 -,检测试剂选择性高、灵敏度高,检测方法操作方便。
本发明提供的一种SO3 2-/HSO3 -检测试剂,是(Z)-3-氯-(7-(二乙胺基)-2-氧-2-氢-色烯-3-基)丙烯醛,英文名:(Z)-3-chloro-3-(7-(diethylamino)-2-oxo-2H-chromen-3-yl)acrylaldehyde,结构式为:
(Z)-3-氯-(7-(二乙胺基)-2-氧-2-氢-色烯-3-基)丙烯醛的合成方法,步骤为:
1)在冰浴下,往等体积的DMF溶液中缓慢滴加三氯氧磷,搅拌半小时,加入溶解在DMF中的摩尔量为三氯氧磷十分之一的3-(二乙胺基)苯酚,80℃回流5h;反应完成后,把反应液倒入三倍体积的冰水中,并用Na2CO3水溶液调节pH至中性,棕色固体析出,抽滤,水洗,最后用乙醇重结晶得到4-(二乙胺基)-2-间羟基苯甲醛;
2)将4-(二乙胺基)-2-间羟基苯甲醛和乙酰乙酸乙酯按摩尔比1:1.5混合,在含有少量哌啶的乙醇中回流10小时,浓缩、冷却后减压蒸馏得到黄色固体即为3-乙酰基-7-(二乙胺基)-2氢-色烯-2-酮;
3)在冰浴下,将等体积的三氯氧磷缓慢滴加到DMF溶液中,搅拌半小时,当溶液颜色变成橘红色,加入等体积的3-乙酰基-7-(二乙胺基)-2氢-色烯-2-酮的DMF溶液,继续搅拌3h,然后将该体系在80℃回流6h;冷却到室温后将体系倒入两倍体积的冰水中,并用Na2CO3水溶液调节pH至中性,抽滤,有砖红色固体析出,然后以二氯甲烷作为洗脱剂柱层析分离得到最终产物,即得到SO3 2-检测试剂(Z)-3-氯-(7-(二乙胺基)-2-氧-2-氢-色烯-3-基)丙烯醛。
本发明提供的一种快速检测SO3 2-/HSO3 -的方法,是基于(Z)-3-氯-(7-(二乙胺基)-2-氧-2-氢-色烯-3-基)丙烯醛,在pH为7.4的HEPES缓冲溶液和DMSO混合溶液中定量地检测SO3 2-/HSO3 -的含量;具体步骤为:
(1)、配制pH=7.4、浓度为10mM的HEPES缓冲溶液,配制2mM的(Z)-3-氯-(7-(二乙胺基)-2-氧-2-氢-色烯-3-基)丙烯醛的DMSO溶液;
(2)、将1000μL pH 7.4的HEPES缓冲溶液、1000μL DMSO溶液和5μL(Z)-3-氯-(7-(二乙胺基)-2-氧-2-氢-色烯-3-基)丙烯醛的DMSO溶液加到干净的荧光比色皿中,在荧光分光光度仪上检测,随着待测样的加入,486nm的荧光强度逐渐增强;
(3)、将1000μL pH 7.4的HEPES缓冲溶液、1000μL DMSO溶液和5μL(Z)-3-氯-(7-(二乙胺基)-2-氧-2-氢-色烯-3-基)丙烯醛的DMSO溶液加到另外七个荧光比色皿中,分别再加入体积为0.5、1、1.5、2、4、6、8μL的SO3 2-溶液,在荧光分光光度仪上测定486nm对应的荧光强度F为493、792、1061、1327、2355、3250、4338,以SO3 2-浓度为横坐标,以荧光强度F为纵坐标绘制图,得到SO3 2-浓度的工作曲线;线性回归方程为:F=509.94c+257.86,c的单位为μM;
(4)、将1000μL pH 7.4的HEPES缓冲溶液、1000μL DMSO溶液和5μL(Z)-3-氯-(7-(二乙胺基)-2-氧-2-氢-色烯-3-基)丙烯醛的DMSO溶液加到干净的荧光比色皿中,用微量进样器吸取VμL待测样品溶液,加入到此干净的荧光比色皿中,在荧光分光光度仪上检测,将测得的荧光强度代入步骤(3)的线性回归方程,得到浓度c,待测样品C待测样=2000μL×c×10-6/VμL,即可求得SO3 2-/HSO3 -的浓度。
该检测方法对SO3 2-/HSO3 -显示了高的灵敏性和选择性,检测过程简便、快速,检测结果准确。
与现有技术相比,本发明具有如下优点和效果:1、试剂合成简单,检测体系成本低廉;2、本发明的检测方法,对SO3 2-/HSO3 -显示了高的灵敏性和选择性;3、检测手段简单,只需要借助荧光分光光度仪即可实现。
附图说明:
图1实施例1制备的(Z)-3-氯-(7-(二乙胺基)-2-氧-2-氢-色烯-3-基)丙烯醛的核磁氢谱
图2实施例1制备的(Z)-3-氯-(7-(二乙胺基)-2-氧-2-氢-色烯-3-基)丙烯醛的核磁碳谱
图3实施例1制备的(Z)-3-氯-(7-(二乙胺基)-2-氧-2-氢-色烯-3-基)丙烯醛的质谱
图4实施例2试剂与SO3 2-/HSO3 -作用的荧光发射图
图5实施例3试剂与各种分析物的荧光柱状图
图6实施例4测定SO3 2-/HSO3 -的工作曲线
图7实施例5测定样品的荧光发射图
具体实施方式:
实施例1(Z)-3-氯-(7-(二乙胺基)-2-氧-2-氢-色烯-3-基)丙烯醛的合成及表征
在冰浴下,往10mL DMF溶液中缓慢滴加10mL三氯氧磷,搅拌半小时,加入溶解在DMF中的20mmoL 3-(二乙胺基)苯酚,80℃回流5h;反应完成后,把反应液倒入60mL冰水中,并用Na2CO3水溶液调节pH至中性,棕色固体析出,抽滤,水洗,最后用乙醇重结晶得到4-(二乙胺基)-2-间羟基苯甲醛;
将4-(二乙胺基)-2-间羟基苯甲醛(1.93g,10mmol)、乙酰乙酸乙酯(1.95g,15mmol)在0.2mL哌啶催化下在乙醇中回流10小时,浓缩、冷却后减压蒸馏得到黄色固体即为3-乙酰基-7-(二乙胺基)-2氢-色烯-2-酮。
在冰浴下,往10mL DMF溶液中缓慢滴加10mL三氯氧磷,搅拌半小时,当溶液颜色变成橘红色,加入溶解在10mL DMF中的3-乙酰基-7-(二乙胺基)-2氢-色烯-2-酮继续搅拌3h,后将该体系在80℃回流6h。冷却到室温后将体系倒入60mL冰水中,并用Na2CO3水溶液调节pH至中性,抽滤,有砖红色固体析出,然后以二氯甲烷作为洗脱剂柱层析分离得到最终产物,得到(Z)-3-氯-(7-(二乙胺基)-2-氧-2-氢-色烯-3-基)丙烯醛。
1H NMR(DMSO-d6,600MHz):δ10.15(d,39H,J=6.9),9.51(d,8H,J=7.4),8.66(s,42H),8.26(s,6H),7.72(d,44H,J=9.0),7.56(d,11H,J=9.0),7.46(d,40H,J=6.9),6.82(dd,55H,J=8.2),6.62(s,47H),6.50(d,6H,J=7.3),4.13-3.72(m,27H),3.63(s,38H),3.50(dq,232H,J=7.0),4.13-3.35(m,235H),4.13-3.35(m,236H),4.13-2.55(m,423H),2.51(s,212H),1.15(q,269H,J=6.7Hz,),1.15(q,290H,J=6.7Hz),1.15(q,371H,J=6.7Hz,),1.08(d,20H,J=41.0Hz),0.90--0.35(m,95H),-0.01--0.35(m,18H)(图1).13CNMR(DMSO-d6,151MHz):d=192.42,158.43,157.10,153.41,146.31,146.02,132.39,125.04,111.44,110.86,108.52,96.17,44.95,12.84(图2).ESI-MS m/z:[C16H16ClNO3+H]+,m/z 306.0891(图3).
实施例2
配制pH=7.4、浓度为10mM的HEPES缓冲溶液,并用DMSO配制2mM(Z)-3-氯-(7-(二乙胺基)-2-氧-2-氢-色烯-3-基)丙烯醛的溶液;把2mL的HEPES-DMSO(1:1,pH 7.4)溶液及5μL(Z)-3-氯-(7-(二乙胺基)-2-氧-2-氢-色烯-3-基)丙烯醛的DMSO溶液加到干净的荧光比色皿中,取SO3 2-的溶液,逐渐用微量进样器加到此比色皿中,边加样边在荧光分光光度仪上检测,随着SO3 2-的加入,486nm处荧光强度逐渐增强。荧光发射图见图4。
实施例3
配制pH=7.4、浓度为10mM的HEPES缓冲溶液,并用DMSO配制2mM的(Z)-3-氯-(7-(二乙胺基)-2-氧-2-氢-色烯-3-基)丙烯醛溶液;在14个荧光比色皿中,各加入2mL的HEPES-DMSO(1:1,pH 7.4)溶液和5μL的试剂的DMSO溶液,再分别加入14μL SO3 2-,以及140μL的各种分析物:F-,Cl-,Br-,I-,N3 -,NO3 -,H2PO4 -,NO2 -,S2O3 2-,AcO-,SO4 2-,HS-,HCO3 -和GSH在荧光分光光度仪上检测,绘制不同分析物对应的486nm相对荧光强度的柱状图,(见图5)。SO3 2-使得试剂的荧光强度由177变到5813,其它的分析物基本没有引起试剂荧光强度的变化。
经实验证明,其它分析物不干扰体系对SO3 2-的测定。
实施例4
配制pH=7.4、浓度为10mM的HEPES缓冲溶液,并用DMSO配制2mM的(Z)-3-氯-(7-(二乙胺基)-2-氧-2-氢-色烯-3-基)丙烯醛溶液,用蒸馏水配制20mM的SO3 2-溶液;把2mLHEPES-DMSO(1:1,pH 7.4)溶液和5μL的试剂的DMSO溶液加到荧光比色皿中,分别再加入体积为0.5、1、1.5、2、4、6、8μL的SO3 2-溶液,在荧光分光光度仪上测定486nm对应的荧光强度F为493、792、1061、1327、2355、3250、4338,以SO3 2-浓度为横坐标,以荧光强度F为纵坐标绘制图,得到SO3 2-浓度的工作曲线(见图6);线性回归方程为:F=509.94c+257.86,c的单位为μM;
实施例5
配制pH=7.4的HEPES(10mM)缓冲溶液,配制20mM的SO3 2-水溶液,并用DMSO配制2mM的(Z)-3-氯-(7-(二乙胺基)-2-氧-2-氢-色烯-3-基)丙烯醛溶液;把2mL的HEPES-DMSO(1:1,pH 7.4)溶液和5μL的(Z)-3-氯-(7-(二乙胺基)-2-氧-2-氢-色烯-3-基)丙烯醛的DMSO溶液加到干净的荧光比色皿中,取SO3 2-的溶液5.5μL,用微量进样器加到此比色皿中,同时在荧光光谱仪上测定486nm的对应的荧光强度F为3083,通过实施例4的线性回归方程,求得c=5.5401×10-5mol/L,偏差为0.73%。见图7。
Claims (4)
1.一种SO3 2-检测试剂,特征在于,其是(Z)-3-氯-(7-(二乙胺基)-2-氧-2-氢-色烯-3-基)丙烯醛,结构式为:
2.如权利要求1所述的一种SO3 2-检测试剂的合成方法,其特征在于,步骤为:
1)在冰浴下,往等体积的DMF溶液中缓慢滴加三氯氧磷,搅拌半小时,加入溶解在DMF中的摩尔量为三氯氧磷十分之一的3-(二乙胺基)苯酚,80℃回流5h;反应完成后,把反应液倒入三倍体积的冰水中,并用Na2CO3水溶液调节pH至中性,棕色固体析出,抽滤,水洗,最后用乙醇重结晶得到4-(二乙胺基)-2-间羟基苯甲醛;
2)将4-(二乙胺基)-2-间羟基苯甲醛和乙酰乙酸乙酯按摩尔比1:1.5混合,在含有少量哌啶的乙醇中回流10小时,浓缩、冷却后减压蒸馏得到黄色固体即为3-乙酰基-7-(二乙胺基)-2氢-色烯-2-酮;
3)在冰浴下,将等体积的三氯氧磷缓慢滴加到DMF溶液中,搅拌半小时,当溶液颜色变成橘红色,加入等体积的3-乙酰基-7-(二乙胺基)-2氢-色烯-2-酮的DMF溶液,继续搅拌3h,然后将该体系在80℃回流6h;冷却到室温后将体系倒入两倍体积的冰水中,并用Na2CO3水溶液调节pH至中性,抽滤,有砖红色固体析出,然后以二氯甲烷作为洗脱剂柱层析分离得到最终产物,即得到SO3 2-检测试剂(Z)-3-氯-(7-(二乙胺基)-2-氧-2-氢-色烯-3-基)丙烯醛。
3.一种检测SO3 2-的方法,其特征在于,步骤为:
(1)、配制pH=7.4、浓度为10mM的HEPES缓冲溶液,配制2mM的(Z)-3-氯-(7-(二乙胺基)-2-氧-2-氢-色烯-3-基)丙烯醛的DMSO溶液;
(2)、将1000μL pH 7.4的HEPES缓冲溶液、1000μL DMSO溶液和5μL(Z)-3-氯-(7-(二乙胺基)-2-氧-2-氢-色烯-3-基)丙烯醛的DMSO溶液加到干净的荧光比色皿中,在荧光分光光度仪上检测,随着待测样的加入,486nm的荧光强度逐渐增强;
(3)、将1000μL pH 7.4的HEPES缓冲溶液、1000μL DMSO溶液和5μL(Z)-3-氯-(7-(二乙胺基)-2-氧-2-氢-色烯-3-基)丙烯醛的DMSO溶液加到另外七个荧光比色皿中,分别再加入体积为0.5、1、1.5、2、4、6、8μL的SO3 2-溶液,在荧光分光光度仪上测定486nm对应的荧光强度F为493、792、1061、1327、2355、3250、4338,以SO3 2-浓度为横坐标,以荧光强度F为纵坐标绘制图,得到SO3 2-浓度的工作曲线;线性回归方程为:F=509.94c+257.86,c的单位为μM;
(4)、将1000μL pH 7.4的HEPES缓冲溶液、1000μL DMSO溶液和5μL(Z)-3-氯-(7-(二乙胺基)-2-氧-2-氢-色烯-3-基)丙烯醛的DMSO溶液加到干净的荧光比色皿中,用微量进样器吸取VμL待测样品溶液,加入到此干净的荧光比色皿中,在荧光分光光度仪上检测,将测得的荧光强度代入步骤(3)的线性回归方程,得到浓度c,待测样品C待测样=2000μL×c×10-6/VμL,即可求得SO3 2-的浓度。
4.如权利要求3所述检测SO3 2-的方法,其特征在于,所述的SO3 2-用HSO3 -代替。
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HAIYU TIAN, ET AL.,: "Colorimetric and ratiometric fluorescent detection of sulfite in water via cationic surfactant-promoted addition of sulfite to α,β-unsaturated ketone", 《ANALYTICA CHIMICA ACTA》 * |
MING-YU WU , ET AL.,: "A real-time colorimetric and ratiometric fluorescent probe for sulfite†", 《ANALYST》 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107216324A (zh) * | 2017-06-02 | 2017-09-29 | 山西大学 | 一种检测亚硫酸氢根的试剂及其合成方法和应用 |
CN108840818A (zh) * | 2018-06-25 | 2018-11-20 | 山西大学 | 一种用于检测硫化氢的比色型咔唑类荧光探针的合成与应用 |
CN108840818B (zh) * | 2018-06-25 | 2021-09-28 | 山西大学 | 一种用于检测硫化氢的比色型咔唑类荧光探针的合成与应用 |
CN116375672A (zh) * | 2023-02-21 | 2023-07-04 | 广州医科大学 | 香豆素丙烯醛衍生物及其制备方法和在制备抗肿瘤药物中的应用 |
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Publication number | Publication date |
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CN106749142B (zh) | 2019-01-25 |
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