CN110845320A - 一种联萘醛手性荧光探针及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种联萘醛手性荧光探针及其制备方法和应用。手性荧光探针的制备是先将(S)‑2,2’‑甲基溴‑1,1’‑联萘与碳酸氢钠按0.8～1.5:4～7.5的摩尔比混合后加入二甲基亚砜中，于85～95℃下反应6～8h，得初产物；然后对初产物进行分离提纯，得联萘醛手性荧光探针。本发明中的联萘醛手性荧光探针合成简单，产率较高，主要用于手性分子的对映性选择识别，能够克服传统手性荧光探针识别需要加入金属离子辅助的缺点，在手性识别领域具有广阔的应用前景。

Description

一种联萘醛手性荧光探针及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于荧光探针技术领域，具体涉及一种联萘醛手性荧光探针及其制备方法和应用。

背景技术

手性是自然界的基本属性，参与生命活动的重要生物大分子，如蛋白质，多糖，酶等都具有手性；生命活动中发生的各种生物、化学反应过程均与手性识别和变化密切相关。因此设计和合成具有对映选择性识别和传感性能的主体分子，并将其用于手性化合物手性组成的快速分析具有重要的研究意义。相比其他识别方法，荧光识别由于具有高灵敏性、多重信号模式、背景零干扰、实时性、仪器方便易得等优点，利用荧光法来识别手性分子得到极大的关注。

发明内容

针对背景技术中的问题，本发明提供一种联萘醛手性荧光探针及其制备方法和应用，本发明中的荧光探针在不需要金属离子存在下就能实现对甲醇中的手性氨基酸进行对映选择性识别。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：提供一种联萘醛手性荧光探针，其特征在于，荧光探针的结构式如式I所示：

本发明中的联萘醛手性荧光探针经过以下步骤制得：

S1：将(S)-2,2’-甲基溴-1,1’-联萘与碳酸氢钠按0.8～1.5:4～7.5的摩尔比混合后加入二甲基亚砜中，于85～95℃下反应6～8h，得初产物；

S2：对初产物进行分离提纯，得联萘醛手性荧光探针；

合成路线如式(1-1)所示：

在上述制备方法的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，S1中(S)-2,2’-甲基溴-1,1’-联萘与碳酸氢钠的摩尔比为1:5。

进一步，S1中反应温度为90℃，反应时间为7h。

进一步，S2中分离提纯的具体方法为：先对初产物进行萃取，除去溶剂，然后将石油醚和乙酸乙酯按20:1的体积比混合作为淋洗液，对除去溶剂的初产物进行柱层析提纯。

本发明中所公开的联萘醛手性荧光探针主要用于手性分子的对映性选择识别，手性分子的选择识别的具体方法为：将联萘醛手性荧光探针、有机溶液和手性分子以及助溶剂混合，测定其荧光响应值，然后根据荧光响应值判断待测物质的构型或对映异构体组成比例。

手性分子识别过程中所用有机溶液优选二氯甲烷或甲醇溶液；所用助溶剂优选四丁基氢氧化铵。手性分子主要是手性氨基酸，本发明中的联萘醛手性荧光探针对谷氨酸或天冬氨酸等具有良好的选择识别能力。

本发明的有益效果是：本发明联萘醛手性荧光探针原料易得，合成简单，可以在甲醇溶液中，不需要金属离子，就可以对映选择性识别谷氨酸与天冬氨酸，在手性识别领域具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为探针(S)-3的¹H NMR谱图；

图2为探针(S)-3的¹³C NMR谱图；

图3为探针(S)-3的质谱图；

图4为探针(S)-3在甲醇体系中对L-谷氨酸的荧光响应情况，横坐标是波长，纵坐标是荧光强度；

图5为探针(S)-3在甲醇体系中对D-谷氨酸浓度增加的变化情况，横坐标是波长，纵坐标是荧光强度；

图6为荧光强度随谷氨酸(D-谷氨酸、L-谷氨酸)浓度增加的变化情况，横坐标是当量，纵坐标是荧光强度；

图7为探针(S)-3和(R)-3在甲醇体系中，荧光强度随谷氨酸对映体组成比例改变的变化情况，横坐标是L-谷氨酸的质量百分比，纵坐标是荧光强度；

图8为探针(S)-3在甲醇体系中对不同当量的L-天冬氨酸的荧光响应情况；横坐标是波长，纵坐标是荧光强度；

图9为为探针(S)-3在甲醇体系中对不同当量的D-天冬氨酸的荧光响应情况；横坐标是波长，纵坐标是荧光强度；

图10为荧光强度随天冬氨酸(D-天冬氨酸、L-天冬氨酸)浓度增加的变化情况，横坐标是氨基酸浓度，纵坐标是荧光强度；

图11为探针(S)-3和(R)-3在甲醇体系中，荧光强度随天冬氨酸对映体组成比例改变的变化情况，横坐标是L-天冬氨酸的质量百分比，纵坐标是荧光强度。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。

实施例一：联萘醛手性荧光探针的制备

联萘醛手性荧光探针的合成路线如式(1-1)所示：

制备过程包括以下步骤：

将(S)-2,2’-甲基溴-1,1’-联萘(600mg，1.34mmol)、碳酸氢钠(563mg，6.7mmol)与二甲基亚砜(40mL)混匀，加热到90℃，反应7h，得初产物；反应结束后对得初产物加入水和二氯甲烷萃取除去溶剂，然后以石油醚和乙酸乙酯按体积比为20:1进行混合作为淋洗液，进行柱层析提纯，制得目标产物，目标产物记为探针(S)-3。

探针(S)-3的¹H NMR谱图如图1所示，¹³C NMR谱图如图2所示，质谱图如图3所示。

探针(R)-3的制备过程与探针(S)-3的制备过程一样，区别仅在于起始原料不同，制备探针(R)-3所用的起始原料为(R)-2,2’-甲基溴-1,1’-联萘。

实施例二：手性分子的识别

1.将实施例一制得的荧光探针(S)-3溶于二氯甲烷溶液中，使其浓度为2mM，然后吸取25μL加到玻璃试管中，再加入不同当量的用四丁基氢氧化铵助溶的谷氨酸(0.5～8.0当量)，2h后加入甲醇稀释至2.5mL(稀释后的探针浓度为2×10^-5mol/L)，测荧光强度变化情况，结果如图4～图6所示。从图中可以看出，手性荧光探针探针(S)-3对于不同构型的谷氨酸的荧光强度差别较大，有很好的对映选择性，ef值约为19.5。

将实施例一制得的荧光探针(S)-3和(R)-3分别溶于二氯甲烷溶液中，使其浓度为2mM，然后吸取25μL加到玻璃试管中，再加入不同当量的用四丁基氢氧化铵助溶的L-谷氨酸，2h后加入甲醇稀释至2.5mL(稀释后的探针浓度为2×10^-5mol/L)，测荧光强度变化情况，结果见图7。由图7可知，(S)-3探针对L-谷氨酸具有良好的识别能力。

2.对天冬氨酸的识别

根据上述对谷氨酸的识别方法测定加入天冬氨酸后荧光强度变化情况，其结果如图8～图10所示。从图中可以看出，手性荧光探针探针(S)-3对于不同构型的天冬氨酸的荧光强度差别较大，有很好的对映选择性。

同样分析了荧光探针(S)-3和(R)-3对L-天冬氨酸的识别能力，结果如图11所示，由图11可知，(S)-3探针对L-天冬氨酸具有良好的识别能力。

虽然结合实施例对本发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可作出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。

Claims (9)

1.一种联萘醛手性荧光探针，其特征在于，所述荧光探针的结构式如式I所示：

2.如权利要求1所述的联萘醛手性荧光探针的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将(S)-2,2’-甲基溴-1,1’-联萘与碳酸氢钠按0.8～1.5:4～7.5的摩尔比混合后加入二甲基亚砜中，于85～95℃下反应6～8h，得初产物；

S2：对初产物进行分离提纯，得联萘醛手性荧光探针；

合成路线如式(1-1)所示：

3.根据权利要求2所述的联萘醛手性荧光探针的制备方法，其特征在于：所述(S)-2,2’-甲基溴-1,1’-联萘与碳酸氢钠的摩尔比为1:5。

4.根据权利要求2所述的联萘醛手性荧光探针的制备方法，其特征在于：反应温度为90℃，反应时间为7h。

5.根据权利要求2所述的联萘醛手性荧光探针的制备方法，其特征在于，S2中分离提纯的具体方法为：先对初产物进行萃取，除去溶剂，然后将石油醚和乙酸乙酯按20:1的体积比混合作为淋洗液，对除去溶剂的初产物进行柱层析提纯。

6.如权利要求1所述的联萘醛手性荧光探针在对映性选择识别手性分子中的应用。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，包括以下步骤：将联萘醛手性荧光探针、有机溶液和手性分子以及助溶剂混合，混合物中荧光探针的浓度为1×10^-5mol/L～3×10^{- 5}mol/L；然后测定混合物的荧光响应值，然后根据荧光响应值判断待测物质的构型或对映异构体的组成比例。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：所述手性分子为氨基酸；所述有机溶液为二氯甲烷或甲醇溶液；所述助溶剂是四丁基氢氧化铵。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述氨基酸为谷氨酸或天冬氨酸。

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