CN111398269A - 通过吲哚吡啶盐衍生物制备ph试纸的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种通过吲哚吡啶盐衍生物制备PH试纸的方法，属于PH指示剂合成技术领域。以N,N‑二甲基甲酰胺为溶剂，PVI(2‑(pyridin‑4‑yl)vinyl‑1H‑indole)与碘甲烷或者1‑溴丁烷在常温状态下进行成盐反应，得到吲哚吡啶盐衍生物，将吲哚吡啶盐衍生物溶于有机溶剂中，制得溶液C，将定性滤纸浸泡在溶液C中，浸泡时间为15‑30分钟，取出浸泡后的滤纸，烘干，得到极碱性精密pH试纸，吲哚吡啶盐衍生物制得的PH试纸在酸性环境中和弱碱环境中显示黄色，在极碱性环境中显示红色。本发明具有显色清晰、检测灵敏等优点等优点。
Description
技术领域
本发明属于PH指示剂合成技术领域，涉及一种通过吲哚吡啶盐衍生物制备PH试纸的方法。
背景技术
酸碱指示剂是检验溶液酸碱性的常用化学试剂，在实验室和工业生产中均可发挥重要的作用。目前最为流行和简便的pH检测方法是使用玻璃电极的pH计，但是玻璃电极受周围环境的影响，存在较大的误差，此外便携性和易用性都限制其应用。基于紫外和荧光光谱的新型pH指示剂能够消除玻璃电极的误差，而被广泛关注。目前，国内的极碱性精密pH指示剂全部依赖进口。本发明能很好的填补国内在极碱性指示剂领域的空白。具有较好的实用性和应用前景。
本发明所涉及的吲哚吡啶盐，是一种活性生物小分子，被广泛用于医药领域，其作为极碱性指示剂的报道还没有被发现。该指示剂具有制备简单、显色清晰、检测灵敏、具有可逆检测等优点。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种通过吲哚吡啶盐衍生物制备PH试纸的方法，该方法具有制备简单的优点。
该PH试纸酸性环境中和弱碱环境中显示黄色，在极碱性环境中显示红色。
所述吲哚吡啶盐衍生物能溶于甲醇、乙醇、丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、石油醚、乙酸乙酯、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜等有机溶剂。
吲哚吡啶盐衍生物的合成方法，其特征在于，以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂，PVI(2-(pyridin-4-yl)vinyl-1H-indole)与碘甲烷或者1-溴丁烷在常温状态下进行成盐反应，得到吲哚吡啶盐衍生物。
具体而言，
吲哚吡啶盐衍生物的通式如式(I)所示：
其中，R1、R2、R3、R4均可以是H、F、Cl、Br、I、NO2、OH、 CHO中的一种；R2、R3自身或者与毗邻的取代基相连形成3-7元饱和或不饱和的环烷基或杂环烷基；R5可以是不同碳链长度的烷烃、烯烃、炔烃、芳烃、烷烃衍生物、烯烃衍生物、炔烃衍生物、芳烃衍生物中的一种；
所述吲哚吡啶盐衍生物的制备方法，包括如下几个步骤：
设定
为化合物1，设定
为化合物 2，所述吲哚吡啶盐衍生物为化合物3；
步骤1)、制备化合物2，化合物2的制备反应式如下：
将15ml干燥乙腈置于50ml圆底烧瓶中，将2mmol的化合物 1加入上述圆底烧瓶中，再取4-醛基吡啶4mmol和正三丁基膦 4mmol常温下置于上述圆底烧瓶中，80℃加热回流反应8h，薄层色谱监控反应进程；待反应结束后,使用旋转蒸发仪旋干有机溶剂，得褐色油状物质，经硅胶柱层析分离纯化，得呈淡黄色固体的化合物2，产率为51％，化合物1中R1、R2、R3、R4可以是H、 F、Cl、Br、I、NO2、OH、CHO；R2、R3自身或者与毗邻的取代基相连形成3-7元饱和或不饱和的环烷基或杂环烷基。
优选的：化合物1：4-醛基吡啶：正三丁基膦的摩尔比为 1:2:2。
步骤2)，制备化合物3，其反应式如下：
将5ml干燥DMF置于10ml圆底烧瓶中，称取化合物21mmol、 5mmol卤代烷R5-X加入上述圆底烧瓶中，常温反应过夜，薄层色谱监控反应进程；待反应结束后，反应液直接使用中性氧化铝柱层析分离纯化，得呈橙红色固体的化合物3，产率为83％，其中 R5可以是不同碳链长度的烷烃、烯烃、炔烃、芳烃、烷烃衍生物、烯烃衍生物、炔烃衍生物、芳烃衍生物中的一种；X可以是氟、氯、溴、碘。
优选的：其中化合物2：R5的卤代烃的摩尔比为1:5。
所述吲哚吡啶盐衍生物溶剂作为pH指示剂为极碱性pH指示剂。
所述吲哚吡啶盐衍生物溶剂作为pH指示剂为pH＞7的pH指示剂，优选的，为pH值＞12.08的pH值指示剂。
所述吲哚吡啶盐衍生物用于指示pH值时，其检测方法包括对在不同pH条件下的该指示剂进行紫外吸收光谱、荧光光谱和核磁共振氢谱的分析。
所述吲哚吡啶盐衍生物可作为pH指示剂应用于pH试纸中。
所述吲哚吡啶盐衍生物溶剂作为pH指示剂，能够负载到定性滤纸上得到极碱性精密pH试纸。
吲哚吡啶盐衍生物溶于有机溶剂中，制得溶液C，将定性滤纸浸泡在溶液C中，取出浸泡后的滤纸，烘干，得到极碱性精密 pH试纸。
优选的，溶液C中吲哚吡啶盐衍生物的浓度为 0.010-0.020mol/L；
优选的，制备极碱性精密pH试纸所用的有机溶剂为甲醇；
优选的，浸泡时间为15-30分钟。
附图说明
图1是本发明分子结构通式；
图2是化合物1、2、3的合成路线；
图3是化合物1的核磁图谱(氢谱)；
图4是化合物1的核磁图谱(碳谱)；
图5是化合物2的核磁图谱(氢谱)；
图6是化合物2的核磁图谱(碳谱)；
图7是化合物3的核磁图谱(氢谱)；
图8是化合物3的核磁图谱(碳谱)；
图9是化合物3的细胞毒性试验结果；
图10是化合物2在不同pH溶液中的荧光发射光谱；
图11是化合物3在不同pH溶液中的荧光发射光谱；
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例一：
如图2所示，一种酸碱指示剂的制备方法，化合物1的制备方法：量取15ml干燥乙腈置于50ml圆底烧瓶中，称取芦竹碱 2mmol溶解入上述反应瓶中，再取4-醛基吡啶4mmol和正三丁基膦4mmol常温下加入上述反应瓶中，800C加热回流反应8h。硅胶板检测反应进程。旋干有机溶剂，得褐色油状物质，经硅胶柱层析分离纯化，得淡黄色固体(化合物1)，产率为51％。其中芦竹碱：4-醛基吡啶：正三丁基膦：的摩尔比为1:2:2。
1HNMR(400MHz,DMSO-d6)δ＝11.51(s,1H),8.62– 8.31(m,2H),8.06(d,J＝7.5Hz,1H),7.88–6.90(m,8H).
实施例二：
如图2所示，一种酸碱指示剂的制备方法，化合物2制备方法：量取5ml干燥DMF置于10ml圆底烧瓶中，称取1mmol化合物 1、碘甲烷5mmol加入上述反应瓶中，常温反应过夜，薄层色谱监控反应进程,反应液直接使用中性氧化铝柱层析分离纯化，得橙红色固体(化合物2),产率为83％。其中化合物1：碘甲烷的摩尔比为1:5。
1HNMR(400MHz,DMSO-d6)δ＝12.21(s,1H),8.67(d, J＝6.7Hz,2H),8.11(ddd,J＝49.2,43.8,9.4Hz,5H),7.51 (d,J＝7.4Hz,1H),7.34–7.11(m,3H),4.16(s,3H).
实施例三：
如图2所示，一种酸碱指示剂的制备方法，化合物3制备方法：量取5ml干燥DMF置于10ml圆底烧瓶中，称取1mmol化合物 1、1-溴丁烷5mmol加入上述反应瓶中，常温反应过夜，薄层色谱监控反应进程,反应液直接使用中性氧化铝柱层析分离纯化，得橙红色固体(化合物3)，产率为65％。其中化合物1：化合物2的摩尔比为1:1。
1HNMR(400MHz,DMSO-d6)δ＝12.19(s,1H),8.80(d, J＝6.4Hz,2H),8.41–7.90(m,5H),7.75–7.06(m,4H), 4.42(t,J＝7.1Hz,2H),1.94–1.70(m,2H),1.26(dd, J＝14.7,7.4Hz,2H),0.87(t,J＝7.3Hz,3H).
实施例四：
如图9所示，一种吲哚吡啶盐衍生物的应用，发明人研究了化合物2的细胞毒性。发现，化合物2细胞毒性较小，生物相容性好。
采用MTT法测定本实施例所制得的化合物2给药梯度为0、6、 10、14、17.5、20、25、30、40、60μmol/l对人宫颈癌细胞HeLa 的抗肿瘤活性。所用细胞均来自武汉大学细胞库。采用MTT分析法，分别测定本实施例所制得的化合物2对人宫颈癌细胞HeLa 的抗肿瘤活性，孵育24h。酶联免疫监测仪490nm测定OD值，以给药浓度为横坐标，吸光值比率为纵坐标绘制细胞生长曲线。本实施例所制得的化合物2对人宫颈癌细胞HeLa不具有较好的细胞活性。说明，本实施例所制得的化合物2细胞毒性小，生物相容性好。
实施例五：
如图10所示，一种吲哚吡啶盐衍生物的应用，为进一步研究化合物的光物理性质，使用紫外和荧光分光光度计研究了化合物 2在不同pH环境下的光学性质。
在不同pH溶液中研究了浓度为10μmol/l的化合物2的光学性质。化合物2具有良好的荧光特性。
实施例七：
如图11所示，一种吲哚吡啶盐衍生物的应用，为进一步研究化合物的光物理性质，使用紫外和荧光分光光度计研究了化合物 3在不同pH环境下的光学性质。
在不同pH溶液中研究了浓度为10μmol/l的化合物3的光学性质。化合物3具有良好的荧光特性。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (8)
1.一种通过吲哚吡啶盐衍生物制备PH试纸的方法，其特征在于，所述吲哚吡啶盐衍生物的通式如式(I)所示：
其中，R1、R2、R3、R4均可以是H、F、Cl、Br、I、NO2、OH、CHO中的一种；R2、R3自身或者与毗邻的取代基相连形成3-7元饱和或不饱和的环烷基或杂环烷基；R5可以是不同碳链长度的烷烃、烯烃、炔烃、芳烃、烷烃衍生物、烯烃衍生物、炔烃衍生物、芳烃衍生物中的一种；将所述吲哚吡啶盐衍生物溶于有机溶剂中，制得溶液C，将定性滤纸浸泡在溶液C中，浸泡时间为15-30分钟，取出浸泡后的滤纸，烘干，得到极碱性精密pH试纸。
2.根据权利要求1所述的一种通过吲哚吡啶盐衍生物制备PH试纸的方法，其特征在于，溶液C中吲哚吡啶盐衍生物的浓度为0.010-0.020mol/L。
3.根据权利要求1或2所述的一种通过吲哚吡啶盐衍生物制备PH试纸的方法，其特征在于，所述有机溶剂为甲醇。
4.根据权利要求3所述的一种作为PH指示剂的吲哚吡啶盐衍生物，其特征在于，所述PH试纸用于pH＞7时pH值的指示。
5.根据权利要求4所述的一种作为PH指示剂的吲哚吡啶盐衍生物，其特征在于，所述PH试纸用于pH值＞12.08时pH值的指示。
6.根据权利要求1所述的通过吲哚吡啶盐衍生物制备PH试纸的方法，其特征在于，所述吲哚吡啶盐衍生物的制备包括如下几个步骤：
设定
为化合物1，设定
为化合物2，所述吲哚吡啶盐衍生物为化合物3；
步骤1)、制备化合物2，化合物2的制备反应式如下：
将15ml干燥乙腈置于50ml圆底烧瓶中，将2mmol的化合物1加入上述圆底烧瓶中，再取4-醛基吡啶4mmol和正三丁基膦4mmol常温下置于上述圆底烧瓶中，80℃加热回流反应8h，薄层色谱监控反应进程；待反应结束后,使用旋转蒸发仪旋干有机溶剂，得褐色油状物质，经硅胶柱层析分离纯化，得呈淡黄色固体的化合物2，产率为51％，化合物1中R1、R2、R3、R4可以是H、F、Cl、Br、I、NO2、OH、CHO；R2、R3自身或者与毗邻的取代基相连形成3-7元饱和或不饱和的环烷基或杂环烷基；
步骤2)，制备化合物3，其反应式如下：
将5ml干燥DMF置于10ml圆底烧瓶中，称取化合物21mmol、5mmol卤代烷R5-X加入上述圆底烧瓶中，常温反应过夜，薄层色谱监控反应进程；待反应结束后，反应液直接使用中性氧化铝柱层析分离纯化，得呈橙红色固体的化合物3，产率为83％，其中R5可以是不同碳链长度的烷烃、烯烃、炔烃、芳烃、烷烃衍生物、烯烃衍生物、炔烃衍生物、芳烃衍生物中的一种；X可以是氟、氯、溴、碘。
7.根据权利要求6所述的一种通过吲哚吡啶盐衍生物制备PH试纸的方法，其特征在于，化合物1：4-醛基吡啶：正三丁基膦的摩尔比为1:2:2。
8.根据权利要求6所述的一种通过吲哚吡啶盐衍生物制备PH试纸的方法，其特征在于，化合物2：R5的卤代烃的摩尔比为1:5。
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