CN111892598A - 含有苝酰亚胺结构的咪唑类磁性离子液体及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开含有苝酰亚胺结构的咪唑类磁性离子液体及其制备方法和应用，通过多步化学反应，得到了含有咪唑离子液体结构的苝酰亚胺衍生物，然后通过与金属无机盐的络合反应，得到含有苝酰亚胺结构的咪唑类磁性离子液体。该化合物可以被活细胞摄取，在极低浓度下进行有效的细胞荧光成像。另外。该化合物在水中由于π‑π堆积作用可以形成一定的聚集结构，从而可以选择性地在活体动物的肿瘤部位富集，并表现出核磁共振成像的效果。本发明技术方案提供了一种新型、可行、高效的磁性离子液体合成方法，该方法反应条件温和、方法简单、原子利用率高，化合物生物相容性好，生物毒性低，在荧光探针和核磁成像方面都具有巨大的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于离子液体技术领域，更加具体地说，涉及一种含有苝酰亚胺结构的磁性 离子液体合成方法，以及其在生物成像方面的应用；更加具体地说，特别涉及一种含有苝酰亚胺结构的咪唑类磁性离子液体，及其在细胞成像领域和活体核磁共振成像领域的应用。
背景技术
荧光材料由于其高选择性和高灵敏度以及优异的光电性能，已广泛应用于各种领域， 如分析化学、有机颜料、和生物科学等(L.Hou et al.,Analytical Chemistry,2018,90, 7122-7126.)。其中，一类很重要的应用是用作细胞的荧光染色剂(H.Kobayashi etal., Chemical Reviews,2009,110,2620-2640.)。到目前为止，大多数荧光分子对细胞进行染 色所需的浓度都比较高，从生物毒性的角度出发，这是十分不利的，因此，有必要寻找一种更高效的荧光分子。四羧酸二甲酰亚胺(PDI)由于极高的荧光量子产率，在荧光探 针的应用中表现出巨大的潜力。然而PDI的溶解性差，也导致了该类化合物应用困难(M. Sunet al.,Nanoscale,2016,8,5302-5312.)。尤其是在生物应用方面，还需其具备良好的水溶性。因此，非常有必要开发一系列水可溶性PDI衍生物。为了提高溶解度，目前主要 有两种方法：(1)尹梅贞的课题组已经完成了大量关于PDI改性的工作，主要是通过在 PDI的湾位引入基团或水溶性聚合物链(K.Liu et al.,J.Mater.Chem.B,2014,2, 2093-2096.)；(2)另一种方法是在酰胺基团的氮原子上引入取代基。第二种方法相比之 下制备工艺简便，产率较高，受到了广泛关注。
磁共振成像(MRI)是一种应用核磁共振原理的成像技术。目前，MRI技术被广泛 用于医学成像。作为一种无创医学成像技术，它具有无辐射损伤的安全性，可灵活任意 地进行方位断层扫描。因此，这种能够检测生物组织形态和健康的成像方法已成为当代 临床诊断中最有效的检测方法之一。而通常来说，为了提高图像质量，需要使用MRI造 影剂(CA)来调节患病组织与正常组织之间的对比度。常用的造影剂通常是纵向弛豫时 间造影剂(T1制剂)，如含有镧系元素钆的络合物(J.Wahsner et al.,Chemical Reviews, 2019,119,957-1057.)。
离子液体，作为一种水溶性很好的基团，已经被成功验证可以通过引入苝酰亚胺结 构中，从而提高苝酰亚胺的水溶性(Y.Yang et al,Angewandte Chemie InternationalEdition, 2017,56,16239-16242.)。另外由于离子液体阴离子的灵活性，可以很容易的通过离子交 换引入各种功能性离子。因此将镧系钆元素作为络合离子，可以同时在荧光成像的基础 上结合核磁成像，实现双模态成像的目的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种含有苝酰亚胺结构的咪唑类小分 子磁性离子液体及其制备方法和在细胞成像或者活体核磁共振成像中的应用。通过离子 液体结构的引入，使得苝酰亚胺结构具备了良好的水溶性，另外将磁性负离子作为抗衡离子，使得其同时具备核磁成像的能力，实验结果证明该物质可以用作极低浓度下的细 胞荧光成像剂和活体核磁共振成像造影剂。
本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现。
含有苝酰亚胺结构的咪唑类磁性离子液体，具有化学结构式A的结构：
其中，X-为Gd(NO3)4 -或者FeCl4 -；m，n为整数，表示烷基链中亚甲基的个数，m为1—12，优选4—8，n为1—12，优选4—8，优选m＝n。
含有苝酰亚胺结构的咪唑类磁性离子液体的制备方法，按照下述步骤进行：
步骤1，将3,4,9,10-苝四甲酸二酐与具有不同烷基链长度的氨基醇进行反应，以得到 中间产物a
在步骤1中，选择咪唑为溶剂，反应完毕后使用大量丙酮洗涤产物，得到中间产物a。
在步骤1中，反应温度100～200℃，反应时间12～36h，优选反应温度140～180℃，反应时间20～30h。
在步骤1中，氨基醇如下所示，m为烷基链中亚甲基的个数，m为1—12，优选4— 8，提供含有苝酰亚胺结构的咪唑类磁性离子液体中烷基链中亚甲基。
在步骤1中，3,4,9,10-苝四甲酸二酐和氨基醇的摩尔比为1：(4—5)。
步骤2，将步骤1得到的中间产物a与溴化氢水溶液进行回流反应，得到中间产物b
在步骤2中，选择甲苯为溶剂；反应完毕后使用大量丙酮洗涤产物，得到中间产物b。
在步骤2中，将反应加热至回流并保持回流反应12—36h，反应温度为100～200℃，优选反应温度为150—180摄氏度，反应时间为20—30h。
在步骤2中，中间产物a与溴化氢的摩尔比为1：(2—10)，优选1：(2—5)。
步骤3，将步骤2得到的中间产物b与N-甲基咪唑反应，以得到中间产物c
在步骤3中，选择丙酮为溶剂；反应完毕后使用大量乙醚洗涤产物，得到中间产物c。
在步骤3中，反应温度50～100℃，反应时间12～36h；优选反应温度70～90℃，反应时间20～30h。
在步骤3中，步骤2得到的中间产物b与N-甲基咪唑的摩尔比为1：(2—20)，优 选1：(2—10)。
步骤4，将步骤3得到的中间产物c分别与硝酸银水溶液、氯离子交换树脂进行反应， 得到中间产物d和中间产物e
在步骤4中，将步骤3得到的中间产物c与硝酸银水溶液进行反应，中间产物c与 硝酸银的摩尔比为1：(2—5)(即硝酸银过量)，可采用滴加方式向中间产物c的甲醇 溶液中滴加硝酸银水溶液，滴加速度为每分钟0.1—0.5ml；反应温度为室温20—25摄氏 度，反应时间为10～60min，反应结束后将产物过滤，滤液干燥后，得到中间产物d。
在步骤4中，将步骤3得到的中间产物c与氯离子交换树脂进行反应，反应温度为室温20—25摄氏度，反应时间为12—36h；相对于中间产物c，氯离子交换树脂过量； 反应结束后将产物过滤，滤液干燥后，得到中间产物e。
步骤5，将步骤4得到的中间产物d与六水合硝酸钆进行反应，得到负离子为 Gd(NO3)4 -的离子液体A；将步骤4得到的中间产物e与六水合氯化铁进行反应，得到负 离子为FeCl4 -的离子液体A
在步骤5中，将步骤4得到的中间产物d与六水合硝酸钆进行反应，溶剂为乙腈； 反应时间12～36h，反应温度50～100℃，优选反应温度为70—90摄氏度，反应时间为20— 30小时；中间产物d与六水合硝酸钆的摩尔比为1：(2—5)；反应完毕后使用大量乙 醚洗涤产物，得到负离子为Gd(NO3)4 -的离子液体A。
在步骤5中，将步骤4得到的中间产物e与六水合氯化铁进行反应，溶剂为甲醇； 反应时间12～36h，反应温度50～100℃，优选反应温度为70—90摄氏度，反应时间为20— 30小时；中间产物e与六水合氯化铁的摩尔比为1：(2—5)；反应完毕后使用大量乙 醚洗涤产物，得到负离子为FeCl4 -的离子液体A。
在本发明制备方法和每步骤中，为保证反应完全进行，需要某一原料过量，后续处理如洗涤、沉淀等操作可以将过量部分除去。
本发明还公开了含有苝酰亚胺结构的咪唑类磁性离子液体在细胞成像中的应用。
本发明还公开了含有苝酰亚胺结构的咪唑类磁性离子液体在荧光探针中的应用，负 离子为Gd(NO3)4 -的离子液体和负离子为FeCl4 -的离子液体都在549nm和591nm左右出 现了两个发射峰。
本发明还公开了含有苝酰亚胺结构的咪唑类磁性离子液体在核磁成像中的应用，包 括体外核磁成像或者活体核磁成像。离子液体浓度的增加，图像亮度也不断提高；活体核磁成像时，给药量为200μL/20g体重，磁场强度为0.5T～7T。
与现有的各类材料相比，本发明的技术方案中制备了包含苝酰亚胺结构的磁性离子 液体。该化合物具有良好的水溶性与生物相容性，可以被活细胞摄取，从而在极低浓度下进行有效的细胞荧光成像。另外，该化合物在水中由于π-π堆积作用可以形成一定的 聚集结构，从而可以在活体动物的肿瘤部位富集，并表现出核磁共振成像的效果。总之， 本发明技术方案提供了一种新型、可行、高效的磁性离子液体合成方法，该方法反应条 件温和、方法简单、原子利用率高，化合物生物相容性好，生物毒性低，可以用做双模 态成像材料，在荧光探针和核磁成像方面都具有巨大的应用前景。
附图说明
图1是实施例1中a的核磁共振谱图(1H-NMR,400Hz,CDCl3)。
图2是实施例2中b的核磁共振谱图(1H-NMR,400Hz,CDCl3)。
图3是实施例3中c的核磁共振谱图(1H-NMR,400Hz,DMSO-d6)。
图4是实施例4中d的核磁共振谱图(1H-NMR,400Hz,DMSO-d6)。
图5是实施例6中e的核磁共振谱图(1H-NMR,400Hz,DMSO-d6)。
图6是实施例8中两种离子液体A的荧光发射光谱图。
图7是实施例9中A的共聚焦激光扫描显微镜暗场图片。
图8是实施例9中A的共聚焦激光扫描显微镜明场和暗场的合场图片。
图9是实施例10中A的体外核磁共振成像图片。
图10是实施例11中A的体内核磁共振成像图片。
图11是本发明中负离子为FeCl4 -的离子液体的共聚焦激光扫描显微镜暗场图片(即 荧光暗场照片)。
图12是本发明中负离子为FeCl4 -的离子液体的共聚焦激光扫描显微镜明场和暗场的合场图片(即荧光暗场与明场的合场照片)。
图13是本发明中负离子为FeCl4 -的离子液体的体外核磁共振成像图片。
图14是本发明中负离子为FeCl4 -的离子液体的体内核磁共振成像图片。
图15是本发明中两种离子液体的在300K下的磁化强度-磁场强度曲线图。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
本专利设计仪器及型号如下：核磁共振谱仪Bruker AVANCE III 400MHzspectrometer； 荧光发射光谱仪Hitachi F-2500；共聚焦激光扫描显微镜Leica TCS SP8；核磁共振大鼠成 像研究系统HT-MRSI60-60KY(60mm)。
实施例1
中间产物a的合成，其化学结构如下所示：
称取3,4,9,10-苝四甲酸二酐(5mmol,1.9616g)，6-氨基-1-己醇(20mmol,2.3438g) 和咪唑(20g)，置于油浴并保持反应在150℃条件下反应36h。反应完毕，将产物用过 量丙酮多次洗涤，真空干燥24h后，得到紫黑色固体产物。产率：98％。图1为a的核磁 共振谱图(1H-NMR,400Hz,CDCl3)。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ：8.84–8.75(多重峰,苯环上的氢Ar-H),4.42(三重峰),3.87(三重峰),与羟基相连的亚甲基的氢-CH2-OH,4.29(三重峰,与氮元素相连的亚甲基的氢N-CH2-),1.89-1.77(多重峰,与氮元素相隔一个亚甲基的亚甲基上的氢N-CH2-CH2-),1.76–1.68(多重峰,与羟基相隔一个亚甲基的亚甲基上的氢-CH2-CH2-OH),1.59–1.46 (多重峰,烷基链中间两个亚甲基上的氢-CH2-CH2-)。
实施例2
中间产物b的合成，其化学结构如下所示：
称取中间产物a(4mmol,2.3627g)加入到40mL甲苯中，并向悬浮液中加入8倍 摩尔数的溴化氢的水溶液。将反应加热至回流并保持回流反应36h，反应温度为120摄氏 度。反应完毕，将反应冷却至室温，并用丙酮多次沉淀洗涤产物。真空干燥24h后，得 到紫红色固体产物,。产率：94％。图2为b的核磁共振谱图(1H-NMR,400Hz,CDCl3)。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ：8.81(四重峰,苯环上的氢Ar-H),4.28(三重峰,与溴 元素相连的亚甲基的氢-CH2-Br),3.43(三重峰,与氮元素相连的亚甲基的氢N-CH2-),1.97 –1.86(多重峰,与氮元素相隔一个亚甲基的亚甲基上的氢N-CH2-CH2-),1.86–1.75(多重 峰,与溴元素相隔一个亚甲基的亚甲基上的氢-CH2-CH2-Br),1.54(双二重峰,烷基链中 间两个亚甲基上的氢-CH2-CH2-)。
实施例3
中间产物c的合成，其化学结构如下所示：
称取中间产物b(2mmol,1.4329g)加入至25mL圆底烧瓶中，向烧瓶中加入1-甲 基咪唑(40mmol,3.2mL)并加入5mL丙酮。置于水浴并保持反应在90℃下，反应24 小时。反应完毕，通过旋转蒸发仪减压除去溶剂，粗产物用乙醚多次沉淀。真空干燥24h 后，得到紫红色固体产物。产率：100％。图3为c的核磁共振谱图(1H-NMR,400Hz, DMSO-d6)。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:9.21(单重峰,咪唑环上的氢N-CH-N),8.45-7.89(多重峰,苯环上的氢Ar-H),7.82(单重峰,咪唑环上的氢N-CH-CH-N),7.74(单重峰,咪唑环 上的氢N-CH-CH-N),4.21(三重峰,与咪唑环N+离子相连的亚甲基的氢N+-CH2-),3.96(单 重峰,与酰胺N元素相连的亚甲基的氢N-CH2-),3.87(单重峰,与咪唑环N相连的甲基上 的氢N-CH3),1.99–1.76(多重峰,与咪唑环N+离子相隔一个亚甲基的亚甲基上的氢-CH2- CH2-N+),1.65(多重峰,与酰胺N元素相隔一个亚甲基的亚甲基上的氢N-CH2-CH2-),1.38 (单重峰,烷基链中间两个亚甲基上的氢-CH2-CH2-)。
实施例4
中间产物d的合成，其化学结构如下所示：
称取中间产物c(1mmol,0.8807g)，溶于20mL甲醇中(即均匀分散状态，全文同)；称取AgNO3(2mmol,0.3397g)溶于2mL蒸馏水中配成溶液。在搅拌的条件(每分钟 300转)下，将硝酸银水溶液滴入中间产物c溶液中进行反应(滴加速度为每分钟0.1ml)， 反应温度为室温20—25摄氏度，在滴加过程中两者反应已经开始，在滴加完毕后继续进 行反应，共计反应1h。反应完毕，将反应所得混合物过滤，收集滤液，并将滤液在旋转 蒸发仪上蒸发浓缩。将浓缩液在大量乙醚中沉淀3次，得到紫红色固体产物。产率100％。 图4为d的核磁共振谱图(1H-NMR,400Hz,DMSO-d6)。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:9.13(单重峰,咪唑环上的氢N-CH-N),8.68–7.97 (多重峰,苯环上的氢Ar-H),7.78(单重峰,咪唑环上的氢N-CH-CH-N),7.71(单重峰,咪 唑环上的氢N-CH-CH-N),4.18(三重峰,与咪唑环N+离子相连的亚甲基的氢N+-CH2-), 4.00(单重峰,与酰胺N元素相连的亚甲基的氢N-CH2-),3.85(单重峰,与咪唑环N相连 的甲基上的氢N-CH3),1.92–1.77(多重峰,与咪唑环N+离子相隔一个亚甲基的亚甲基上 的氢-CH2-CH2-N+),1.74–1.57(多重峰,与酰胺N元素相隔一个亚甲基的亚甲基上的氢 N-CH2-CH2-),1.51–1.25(单重峰,烷基链中间两个亚甲基上的氢-CH2-CH2-)。
实施例5
负离子为Gd(NO3)4 -的离子液体A的合成，其化学结构如下所示：
称取中间产物d(176.98mg,0.2mmol)溶于6mL乙腈中，并加入Gd(NO3)3·6H2O(180.54mg,0.4mmol)，在80℃下搅拌(每分钟200转)反应24h。反应完毕，将反应物 在旋转蒸发仪上蒸发浓缩，并将浓缩液在大量乙醚中多次沉淀至上层清液无色，得到紫 色固体产物。产率100％。
实施例6
中间产物e的合成，其化学结构如下所示：
称取中间产物c(1mmol,0.8807g)溶于无水甲醇中，并加入3g氯离子交换树脂，在室温20—25摄氏度下搅拌(每分钟200转)反应36h。反应完毕，将产物过滤，滤液在 旋转蒸发仪上蒸发浓缩，并将浓缩液在大量乙醚中沉淀3次，得到紫红色固体产物。产 率100％。图5为e的核磁共振谱图(1H-NMR,400Hz,DMSO-d6)。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:9.27(单重峰,咪唑环上的氢N-CH-N),8.52–7.94 (多重峰,苯环上的氢Ar-H),7.83(单重峰,咪唑环上的氢N-CH-CH-N),7.75(单重峰,咪 唑环上的氢N-CH-CH-N),4.21(三重峰,与咪唑环N+离子相连的亚甲基的氢N+-CH2-), 3.98(单重峰,与酰胺N元素相连的亚甲基的氢N-CH2-),3.88(单重峰,与咪唑环N相连 的甲基上的氢N-CH3),1.99–1.79(多重峰,与咪唑环N+离子相隔一个亚甲基的亚甲基上 的氢-CH2-CH2-N+),1.74–1.60(多重峰,与酰胺N元素相隔一个亚甲基的亚甲基上的氢 N-CH2-CH2-),1.52–1.26(单重峰,烷基链中间两个亚甲基上的氢-CH2-CH2-)。
实施例7
负离子为FeCl4 -的离子液体A的合成，其化学结构如下所示：
称取中间产物e(158.35mg,0.2mmol)溶于6mL甲醇中，并加入FeCl3·6H2O(108.12mg,0.4mmol)，在80℃下搅拌(每分钟200转)反应30h。反应完毕，将反应物在旋转 蒸发仪上蒸发浓缩，并将浓缩液在大量乙醚中多次沉淀至上层清液无色，得到紫色固体 产物。产率100％。
实施例8
磁性离子液体A的荧光光谱测试，方法如下：分别将负离子为Gd(NO3)4 -和FeCl4 -的磁性离子液体A配成浓度1*10-5～1*10-7mol/L的水溶液，然后通过荧光光谱仪测定其 荧光发射光谱，激发波长选择492nm。图6为A的荧光光谱。由图中结果可知，离子液 体A分别在549nm和591nm左右出现了两个发射峰，与已知的苝酰亚胺发射光谱的结 果类似；而两个发射峰的强度较低。说明出现了聚集现象。
实施例9
负离子为Gd(NO3)4 -的磁性离子液体A的细胞成像实验，方法如下：
将Hela细胞接种在含有培养基的玻璃底细胞培养皿中，孵育24小时，以使细胞能够粘附于培养皿底部。24h后，将培养皿中的培养基吸除掉，用PBS缓冲液(pH为7.2— 7.4)洗涤培养皿，并加入含有离子液体A样品的溶液(浓度为1μg/mL)，培养4小时 后。然后用PBS洗涤并用4wt％多聚甲醛(质量百分数，水溶液)固定。最后，将细胞 用PBS洗涤后，在共聚焦激光扫描显微镜下观察细胞的荧光图像，激发波长为480nm， 信号收集选用绿色通道。图7和图8为A的共聚焦激光扫描显微镜照片。
由图中结果可知，离子液体A可以被细胞有效的摄入，在激发光激发下，可以进行可以表现出良好的细胞成像效果。
实施例10
负离子为Gd(NO3)4 -的磁性离子液体A的体外核磁成像实验，方法如下：将离子液体A配成浓度0—1mM的水溶液，装入1.5mL的离心管中，然后再核磁共振成像研究系统 上进行体外成像测试，测试磁场强度为1.5T。图9为A的体外核磁成像实验照片。
如图可知。随着样品浓度的增加，图像亮度也不断提高，说明成像效果不断提高。该物质A具备一定的核磁成像造影效果。
实施例11
负离子为Gd(NO3)4 -的磁性离子液体A的体内核磁成像实验，方法如下：将离子液体A配成浓度0-1mM的PBS溶液(pH为7.2—7.4)，通过尾静脉给药的方式，将溶液注 射进荷瘤裸鼠体内，3h后，通过核磁共振成像系统观察老鼠的核磁成像的情况。在如上 所述步骤中，给药量为200μL/20g体重，测试磁场强度为1.5T。图10为A的裸鼠体内核 磁成像实验照片。
如图可知。当样品溶液通过尾静脉注射到荷瘤裸鼠体内时，在核磁成像照片中，可以观察到影像的增强，主要表现为老鼠体内一些部位和肿瘤组织亮度的增加。这证明离 子液体A具备用作核磁成像造影剂的潜力。
实施例12
采用与负离子为Gd(NO3)4 -的测试条件相同的测试方法测试负离子为FeCl4 -的 磁性离子液体。如附图11—14所示，可知负离子为FeCl4 -的磁性离子液体表现出与本发 明实施例基本一致的性能，即核磁成像造影效果(体内和体外)和细胞成像效果。
实施例13
对两种离子液体进行磁性表征(磁性测试仪器SQUID-VSM)，如附图15所示，负 离子为Gd(NO3)4 -(空心圆)和FeCl4 -(实心圆)的磁性离子液体A在300K下的磁化强 度-磁场强度曲线。负离子不同的离子液体曲线基本呈直线，说明为顺磁性，从而具备应 用于核磁成像造影剂的潜力。另外，由于Gd元素核外电子层数较多，因此磁性更强，表 现为曲线斜率更大。
根据本发明内容进行工艺参数的调整，均可实现两种离子液体的制备，且表现出与 实施例基本一致的性能。以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造 性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.含有苝酰亚胺结构的咪唑类磁性离子液体，其特征在于，具有化学结构式A的结构且表现出顺磁性：
其中，X-为Gd(NO3)4 -或者FeCl4 -；m，n为整数，表示烷基链中亚甲基的个数，m为1—12，n为1—12。
2.根据权利要求1所述的含有苝酰亚胺结构的咪唑类磁性离子液体，其特征在于，m为4—8，n为4—8。
3.根据权利要求1或者2所述的含有苝酰亚胺结构的咪唑类磁性离子液体，其特征在于，m＝n。
4.含有苝酰亚胺结构的咪唑类磁性离子液体的制备方法，其特征在于，按照下述步骤进行：
步骤1，将3,4,9,10-苝四甲酸二酐与具有不同烷基链长度的氨基醇进行反应，以得到中间产物a，反应温度100～200℃，反应时间12～36h，3,4,9,10-苝四甲酸二酐和氨基醇的摩尔比为1：(4—5)
步骤2，将步骤1得到的中间产物a与溴化氢水溶液进行回流反应，得到中间产物b，将反应加热至回流并保持回流反应12—36h，反应温度为100～200℃，中间产物a与溴化氢的摩尔比为1：(2—10)
步骤3，将步骤2得到的中间产物b与N-甲基咪唑反应，以得到中间产物c，反应温度50～100℃，反应时间12～36h；步骤2得到的中间产物b与N-甲基咪唑的摩尔比为1：(2—20)
步骤4，将步骤3得到的中间产物c分别与硝酸银水溶液、氯离子交换树脂进行反应，得到中间产物d和中间产物e
步骤5，将步骤4得到的中间产物d与六水合硝酸钆进行反应，得到负离子为Gd(NO3)4 -的离子液体A；将步骤4得到的中间产物e与六水合氯化铁进行反应，得到负离子为FeCl4 -的离子液体A
5.根据权利要求4所述的含有苝酰亚胺结构的咪唑类磁性离子液体的制备方法，其特征在于，在步骤1中，选择咪唑为溶剂，反应完毕后使用大量丙酮洗涤产物，得到中间产物a；优选反应温度140～180℃，反应时间20～30h；氨基醇如下所示，m为烷基链中亚甲基的个数，m为1—12，优选4—8
6.根据权利要求4所述的含有苝酰亚胺结构的咪唑类磁性离子液体的制备方法，其特征在于，在步骤4中，将步骤3得到的中间产物c与硝酸银水溶液进行反应，中间产物c与硝酸银的摩尔比为1：(2—5)，可采用滴加方式向中间产物c的甲醇溶液中滴加硝酸银水溶液，滴加速度为每分钟0.1—0.5ml；反应温度为室温20—25摄氏度，反应时间为10～60min，反应结束后将产物过滤，滤液干燥后，得到中间产物d；
在步骤4中，将步骤3得到的中间产物c与氯离子交换树脂进行反应，反应温度为室温20—25摄氏度，反应时间为12—36h；相对于中间产物c，氯离子交换树脂过量；反应结束后将产物过滤，滤液干燥后，得到中间产物e。
7.根据权利要求4所述的含有苝酰亚胺结构的咪唑类磁性离子液体的制备方法，其特征在于，在步骤5中，将步骤4得到的中间产物d与六水合硝酸钆进行反应，溶剂为乙腈；反应时间12～36h，反应温度50～100℃，优选反应温度为70—90摄氏度，反应时间为20—30小时；中间产物d与六水合硝酸钆的摩尔比为1：(2—5)；反应完毕后使用大量乙醚洗涤产物，得到负离子为Gd(NO3)4 -的离子液体A；
在步骤5中，将步骤4得到的中间产物e与六水合氯化铁进行反应，溶剂为甲醇；反应时间12～36h，反应温度50～100℃，优选反应温度为70—90摄氏度，反应时间为20—30小时；中间产物e与六水合氯化铁的摩尔比为1：(2—5)；反应完毕后使用大量乙醚洗涤产物，得到负离子为FeCl4 -的离子液体A。
8.如权利要求1—3之一所述的含有苝酰亚胺结构的咪唑类磁性离子液体在细胞成像中的应用。
9.如权利要求1—3之一所述的含有苝酰亚胺结构的咪唑类磁性离子液体在荧光探针中的应用，其特征在于，负离子为Gd(NO3)4 -的离子液体和负离子为FeCl4 -的离子液体都在549nm和591nm左右出现了两个发射峰。
10.如权利要求1—3之一所述的含有苝酰亚胺结构的咪唑类磁性离子液体在核磁成像中的应用，其特征在于，包括体外核磁成像或者活体核磁成像，磁场强度为0.5T～7T，体外核磁成像时，离子液体浓度的增加，图像亮度也不断提高；活体核磁成像时，给药量为200μL/20g体重。
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| CN102584869A (zh) * | 2011-12-28 | 2012-07-18 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 以2，3-二喹恶啉为连接体的二核磁共振成像造影剂及其制备方法 |
| CN103497154A (zh) * | 2013-08-12 | 2014-01-08 | 北京化工大学 | 一种水溶性苝酰亚胺类化合物及其作为dna嵌插剂和在抑制癌细胞生长中的应用 |
| CN103992309A (zh) * | 2014-05-30 | 2014-08-20 | 天津大学 | 侧链型磁性单体、聚合物及其可控合成方法 |
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2019
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