CN114907397B - 一种基于绕丹宁环的咔唑类反应型氟离子荧光探针及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及检测技术领域，具体是一种基于绕丹宁环的咔唑类反应型氟离子荧光探针及其制备方法与应用。本发明以咔唑为荧光团，硅氧键为识别基团，通过Knoevenagel缩合反应引入绕丹宁环，合成化合物5‑((2‑((叔丁基二甲基硅基)氧基)‑9‑丙基‑9H‑咔唑‑3‑基)亚甲基)‑3‑乙基‑2‑硫代噻唑烷‑4‑酮。所得氟离子荧光探针SCT对氟离子响应后能产生显著的荧光信号，能用于极性溶液中微量氟离子的定量检测；发射波长长，可有效减少生物自发光对检测结果的影响，能用于活细胞荧光成像。

Description

一种基于绕丹宁环的咔唑类反应型氟离子荧光探针及其制备 方法与应用
技术领域
本发明涉及检测技术领域，具体是一种基于绕丹宁环的咔唑类反应型氟离子荧光探针及其制备方法与应用。
背景技术
氟元素作为人体必需微量元素，在摄入正常的生理需求量时，可促进机体对钙和磷的吸收与利用，加快骨的生长，加强骨质的硬度，预防龋齿和动脉硬化。若人体长期暴露于含氟较高的环境中，就会发生氟中毒，其主要表现为氟斑牙和氟骨症。其中氟摄入过量时，会诱导自由基增加，发生氧化应激，致使神经系统受到损伤，同时也会对肾脏和生殖系统功能产生影响。饮水是摄入氟离子的主要方式，由于氟离子广泛存在于自然水体中，若人体长期饮用氟含量超标的水，对人体健康会产生较大的威胁。因此，开发出一种灵敏快速检测氟离子的方法，对于涉氟疾病的诊疗和氟污染的监测十分重要。
但目前大多数探针，如专利CN 111039972 A中的探针只适用于非极性溶剂中检测氟离子，灵敏度较低，发射波长较短，易受生物自发光的干扰，不适用于极性溶剂、生物体中微量氟离子的检测。
因此，寻找一种氟离子响应后能产生显著的荧光信号，能用于极性溶液中微量氟离子的定量检测；发射波长长，可有效减少生物自发光对检测结果的影响，能用于活细胞荧光成像的氟离子荧光探针，是目前急需解决的问题。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种基于绕丹宁环的咔唑类反应型氟离子荧光探针及其制备方法与应用。
一种基于绕丹宁环的咔唑类反应型氟离子荧光探针，名称为5-((2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-基)亚甲基)-3-乙基-2-硫代噻唑烷-4-酮，英文名为5-((2-((tert-butyldimethylsilyl)oxy)-9-propyl-9H-carbazol-3-yl)methylene)-3-ethyl-2-thioxothiazolidin-4-one，简称SCT，其具体结构式如下：
所述的基于绕丹宁环的咔唑类反应型氟离子荧光探针的制备方法，包括以下步骤：
(a)以2-甲氧基-9H-咔唑与碘丙烷发生取代反应生成2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑：
取代试剂与2-甲氧基-9H-咔唑的投料摩尔比为2～5:1，碱与2-甲氧基-9H-咔唑的投料摩尔比为2～5:1，反应温度为60～70℃；
(b)2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑与DMF和三氯氧磷发生甲酰化反应生成2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛：
反应试剂与2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑的投料摩尔比为2～5:1，反应温度为55～65℃；
(c)2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛水解生成2-羟基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛：
反应试剂与2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛的投料摩尔比为2～5:1，反应温度为室温；
(d)2-羟基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛与叔丁基二甲基氯硅烷发生取代反应得到2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛：
反应试剂与2-羟基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛的投料摩尔比为2～5:1，催化剂与2-羟基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛的投料摩尔比为1～2:1，碱与化合物4的投料摩尔比为2～5:1，反应温度为-10℃；
(e)2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛与3-乙基-2-硫代噻唑烷-4-酮反应生成目标化合物5-((2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-基)亚甲基)-3-乙基-2-硫代噻唑烷-4-酮：
反应试剂与2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛的投料摩尔比为1～2:1，催化剂与2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛比为0.01～0.03:1，反应温度为室温。
进一步的，所述步骤(a)中溶剂为二甲基亚砜(DMSO)或N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，取代试剂为碘丙烷，碱为氢氧化钠或氢氧化钾。
进一步的，所述步骤(b)中溶剂为无水N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，反应试剂为三氯氧磷。
进一步的，所述步骤(c)中溶剂为无水二氯甲烷、无水1,2-二氯乙烷或无水1,1-二氯乙烷，反应试剂为三氯化铝。
进一步的，所述步骤(d)中溶剂为为二氯甲烷、1,2-二氯乙烷或1,1-二氯乙烷，反应试剂为叔丁基二甲基氯硅烷，催化剂为4-二甲基氨基吡啶，碱为三乙胺或二乙胺。
进一步的，所述步骤(e)中溶剂为无水四氢呋喃(THF)，反应试剂为3-乙基-2-硫代噻唑烷-4-酮，催化剂为四氢吡咯。
所述的基于绕丹宁环的咔唑类反应型氟离子荧光探针在氟离子检测方面的应用。进一步的，所述氟离子检测方面，是极性溶液中微量氟离子的定量检测方面。
所述的基于绕丹宁环的咔唑类反应型氟离子荧光探针在活细胞荧光成像方面的应用。
与现有技术相比，本发明创造的技术效果体现在：
本发明以咔唑为荧光团，硅氧键为识别基团，通过Knoevenagel缩合反应引入绕丹宁环，合成化合物5-((2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-基)亚甲基)-3-乙基-2-硫代噻唑烷-4-酮。氟离子通过路易斯酸碱反应诱导Si-O键断裂，形成Ar-OH，分子内H与O的远程作用形成良好的平面结构，其灵敏度大大增强，使荧光强度产生显著变化，从而对氟离子进行识别。9位H通过丙基取代可增强其抗干扰性，在含缓冲液体系中能定量检测氟离子，并且可用于细胞成像。经实验证明：在四氢呋喃(THF)中，探针SCT对氟离子的识别产生显著的荧光信号的变化。SCT在THF中与氟离子反应前荧光强度很弱；加入氟离子反应后溶液荧光呈现蓝色。[F-]＝0.5-8μM区间内，SCT荧光强度在λEm＝500nm处与氟离子浓度呈线性关系，检测限为82.7nM。以硫酸奎宁(Ф350nm＝0.456)为参比物，测试SCT在MeCN-Tris/HCl buffer(50mM,8.0,8:2,v:v)中与氟离子反应后量子产率为0.257。细胞成像表明，在绿色通道下，探针SCT与氟离子反应后荧光颜色发生明显变化。综上所述，SCT对氟离子响应后能产生显著的荧光信号，能用于极性溶液中微量氟离子的定量检测；发射波长长，可有效减少生物自发光对检测结果的影响，能用于活细胞荧光成像。
附图说明
图1是本申请中基于绕丹宁环的咔唑类反应型氟离子荧光探针的制备流程图。
图2是在THF中，SCT与氟离子共存的荧光光谱图(a)及SCT-F荧光谱图(b)。
图3是以氟离子(0～20μM)滴定SCT(1μM)的荧光光谱图(a)及氟离子浓度与荧光强度的关系图(b)。
图4是用SCT(1μM)和氟离子(5μM)处理的HepG2细胞荧光成像图像。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
实施例1
一种基于绕丹宁环的咔唑类反应型氟离子荧光探针的制备方法，包括以下步骤：
(a)2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑制备
在100mL圆底烧瓶中，加入2-甲氧基-9H-咔唑(5.91g，30mmol)和氢氧化钾(3.36g，60mmol)并溶解在DMSO(60mL)中，边搅拌边加入碘丙烷(10.2g，60mmol)。待所有原料加入完毕后，在圆底烧瓶上方放置冷凝管和Ar气球，抽真空三次后升温至70℃反应10h。反应完毕后，冷却至室温并加入60mL水稀释，二氯甲烷(60mL×3)萃取，合并有机相并用饱和NaCl溶液(100mL×2)洗涤后，加入无水硫酸钠静置15min，减压旋干二氯甲烷得到粗品，柱层析(PE：EA＝10:1)得2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑白色固体5.96g，收率83.1％。
(b)2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛的制备
在250mL三口瓶中，先加入无水DMF(8mL)，在0℃和氩气保护的条件下将三氯氧磷(4.59g，30mmol)滴加入三口瓶中并搅拌15min，再用无水DMF(16mL)将2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑(2.39g，10mmol)溶解后滴加入三口瓶中，升温至65℃搅拌反应3.5h，待反应液冷却至室温后加入冰水(25mL)继续搅拌0.5h，用二氯甲烷(35×3mL)萃取，合并有机相并饱和NaCl溶液洗涤，加入无水硫酸钠静置15min，减压蒸发二氯甲烷得到粗产物。EA：PE＝1：5作为流动相，通过柱色谱纯化粗产物，得到2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛黄色固体2.24g，收率83.9％。
(c)2-羟基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛的制备
将无水无水三氯化铝(3.19g，24mmol)和无水二氯甲烷(16mL)加入100mL圆底烧瓶中，无水二氯甲烷(16mL)溶解2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛(3.2g，12mmol)后滴加入圆底烧瓶中，室温搅拌10h，待反应完毕后，滴加2M HCl溶液(12mL)继续搅拌0.5h，减压蒸干反应液中的二氯甲烷。乙酸乙酯(30mL×3)萃取，合并有机相并用饱和NaCl溶液(30mL×2)洗涤，加入无水硫酸钠静置15min，减压蒸发乙酸乙酯得到粗产物。EA：PE＝1：5作为流动相，通过柱色谱纯化粗产物，得到2-羟基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛黄色固体0.99g，收率32.6％。
(d)2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛的制备
在100mL两口瓶中，加入2-羟基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛(1.52g，6mmol)、4-二甲基氨基吡啶(1.17g，9.6mmol)、三乙胺(3.03g，30mmol)和1,2-二氯乙烷(7mL)搅拌并用氩气保护，用1,2-二氯乙烷(8mL)溶解叔丁基二甲基氯硅烷(4.52g，30mmol)后在-10℃的条件下滴加入两口瓶，搅拌反应10h，向反应液中加入饱和碳酸钠溶液(15mL，纯水配制)，用二氯甲烷(15mL×3)萃取，合并有机相并用饱和NaCl溶液(30mL×2，纯水配制)洗涤，加入无水硫酸钠静置15min，减压蒸发1,2-二氯乙烷得到粗产物。EA：PE＝1：20作为流动相，通过柱色谱纯化粗产物，得到2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛黄色固体0.92g，收率41.86％。
(e)5-((2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-基)亚甲基)-3-乙基-2-硫代噻唑烷-4-酮的制备
将2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛(0.74g，2mmol)、3-乙基-2-硫代噻唑烷-4-酮(0.32g，2mmol)、四氢吡咯(0.0028g，0.04mmol)和无水THF(8mL)加入100mL圆底烧瓶中，并用氩气保护，室温搅拌反应10h，减压蒸干反应液中的无水THF得到粗产物。EA：PE＝1：8作为流动相，通过柱色谱纯化粗产物，得到5-((2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-基)亚甲基)-3-乙基-2-硫代噻唑烷-4-酮橙色固体0.31g，收率30.7％。
实施例2
一种基于绕丹宁环的咔唑类反应型氟离子荧光探针的制备方法，包括以下步骤：
(a)2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑制备
在100mL圆底烧瓶中，加入2-甲氧基-9H-咔唑(4.93g，25mmol)和氢氧化钠(2.5g，62.5mmol)并溶解在DMF(50mL)中，边搅拌边加入碘丙烷(10.6g，62.5mmol)。待所有原料加入完毕后，在圆底烧瓶上方放置冷凝管和Ar气球，抽真空三次后升温至70℃反应10h。反应完毕后，冷却至室温并加入50mL水稀释，二氯甲烷(50mL×3)萃取，合并有机相并用饱和NaCl溶液(80mL×2)洗涤后，加入无水硫酸钠静置15min，减压旋干二氯甲烷得到粗品，柱层析(PE：EA＝10:1)得2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑白色固体5.15g，收率86.2％。
(b)2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛的制备
在250mL三口瓶中，先加入无水DMF(9mL)，在0℃和氩气保护的条件下将三氯氧磷(11.5g，75mmol)滴加入三口瓶中并搅拌15min，再用无水DMF(26mL)将2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑(3.59g，15mmol)溶解后滴加入三口瓶中，升温至65℃搅拌反应3h，待反应液冷却至室温后加入冰水(35mL)继续搅拌0.5h，用二氯甲烷(35mL×3mL)萃取，合并有机相并饱和NaCl溶液洗涤，加入无水硫酸钠静置15min，减压蒸发二氯甲烷得到粗产物。EA：PE＝1：5作为流动相，通过柱色谱纯化粗产物，得到2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛黄色固体3.33g，收率83.2％。
(c)2-羟基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛的制备
将无水无水三氯化铝(3.99g，30mmol)和无水1,1-二氯乙烷(14mL)加入100mL圆底烧瓶中，无水1,1-二氯乙烷(13mL)溶解2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛(2.67g，10mmol)后滴加入圆底烧瓶中，室温搅拌10h，待反应完毕后，滴加2M HCl溶液(15mL)继续搅拌0.5h，减压蒸干反应液中的1,1-二氯乙烷。乙酸乙酯(30mL×3)萃取，合并有机相并用饱和NaCl溶液(60mL×2)洗涤，加入无水硫酸钠静置15min，减压蒸发乙酸乙酯得到粗产物。EA：PE＝1：5作为流动相，通过柱色谱纯化粗产物，得到2-羟基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛黄色固体0.89g，收率35.4％。
(d)2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛的制备
在100mL两口瓶中，加入2-羟基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛(1.77g，7mmol)、4-二甲基氨基吡啶(1.02g，8.4mmol)、三乙胺(2.12g，21mmol)和1,1-二氯乙烷(10mL)搅拌并用氩气保护，用1,1-二氯乙烷(10mL)溶解叔丁基二甲基氯硅烷(5.27g，35mmol)后在-10℃的条件下滴加入两口瓶，搅拌反应14h，向反应液中加入饱和碳酸钠溶液(20mL，纯水配制)，用二氯甲烷(20mL×3)萃取，合并有机相并用饱和NaCl溶液(40mL×2，纯水配制)洗涤，加入无水硫酸钠静置15min，减压蒸发二氯甲烷得到粗产物。EA：PE＝1：20作为流动相，通过柱色谱纯化粗产物，得到2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛黄色固体1.1g，收率42.7％。
(e)5-((2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-基)亚甲基)-3-乙基-2-硫代噻唑烷-4-酮的制备
将2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛(1.1g，3mmol)、3-乙基-2-硫代噻唑烷-4-酮(0.72g，4.5mmol)、四氢吡咯(0.0043g，0.06mmol)和无水THF(10mL)加入100mL圆底烧瓶中，并用氩气保护，室温搅拌反应13h，减压蒸干反应液中的无水THF得到粗产物。EA：PE＝1：8作为流动相，通过柱色谱纯化粗产物，得到5-((2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-基)亚甲基)-3-乙基-2-硫代噻唑烷-4-酮橙色固体0.51g，收率33.33％。
实施例3
一种基于绕丹宁环的咔唑类反应型氟离子荧光探针的制备方法，包括以下步骤：
(a)2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑制备
在100mL圆底烧瓶中，加入2-甲氧基-9H-咔唑(5.91g，30mmol)和氢氧化钠(2.4g，60mmol)并溶解在DMSO(60mL)中，边搅拌边加入碘丙烷(15.3g，90mmol)。待所有原料加入完毕后，在圆底烧瓶上方放置冷凝管和Ar气球，抽真空三次后升温至70℃反应10h。反应完毕后，冷却至室温并加入60mL水稀释，二氯甲烷(60mL×3)萃取，合并有机相并用饱和NaCl溶液(100mL×2)洗涤后，加入无水硫酸钠静置15min，减压旋干二氯甲烷得到粗品，柱层析(PE：EA＝10:1)得2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑白色固体6.41g，收率89.4％。
(b)2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛的制备
在250mL三口瓶中，先加入无水DMF(8mL)，在0℃和氩气保护的条件下将三氯氧磷(6.9g，45mmol)滴加入三口瓶中并搅拌15min，再用无水DMF(16mL)将2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑(2.4g，10mmol)溶解后滴加入三口瓶中，升温至60℃搅拌反应4h，待反应液冷却至室温后加入冰水(25mL)继续搅拌0.5h，用二氯甲烷(25mL×3mL)萃取，合并有机相并饱和NaCl溶液洗涤，加入无水硫酸钠静置15min，减压蒸发二氯甲烷得到粗产物。EA：PE＝1：5作为流动相，通过柱色谱纯化粗产物，得到2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛黄色固体2.17g，收率81.5％。
(c)2-羟基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛的制备
将无水无水三氯化铝(4.79g，36mmol)和无水1,2-二氯乙烷(16mL)加入100mL圆底烧瓶中，无水1,2-二氯乙烷(16mL)溶解2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛(3.2g，12mmol)后滴加入圆底烧瓶中，室温搅拌12h，待反应完毕后，滴加2M HCl溶液(18mL)继续搅拌0.5h，减压蒸干反应液中的1,2-二氯乙烷。乙酸乙酯(35mL×3)萃取，合并有机相并用饱和NaCl溶液(70mL×2)洗涤，加入无水硫酸钠静置15min，减压蒸发乙酸乙酯得到粗产物。EA：PE＝1：5作为流动相，通过柱色谱纯化粗产物，得到2-羟基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛黄色固体1.13g，收率37.1％。
(d)2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛的制备
在100mL两口瓶中，加入2-羟基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛(1.52g，6mmol)、4-二甲基氨基吡啶(0.73g，6mmol)、三乙胺(1.21g，12mmol)和1,2-二氯乙烷(7mL)搅拌并用氩气保护，用1,2-二氯乙烷(8mL)溶解叔丁基二甲基氯硅烷(4.52g，30mmol)后在-10℃的条件下滴加入两口瓶，搅拌反应12h，向反应液中加入饱和碳酸钠溶液(15mL，纯水配制)，用二氯甲烷(15mL×3)萃取，合并有机相并用饱和NaCl溶液(30mL×2，纯水配制)洗涤，加入无水硫酸钠静置15min，减压蒸发二氯甲烷得到粗产物。EA：PE＝1：20作为流动相，通过柱色谱纯化粗产物，得到2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛黄色固体0.89g，收率40.52％。
(e)5-((2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-基)亚甲基)-3-乙基-2-硫代噻唑烷-4-酮的制备
将2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛(0.74g，2mmol)、3-乙基-2-硫代噻唑烷-4-酮(0.64g，4mmol)、四氢吡咯(0.0028g，0.04mmol)和无水THF(8mL)加入100mL圆底烧瓶中，并用氩气保护，室温搅拌反应16h，减压蒸干反应液中的无水THF得到粗产物。EA：PE＝1：10作为流动相，通过柱色谱纯化粗产物，得到5-((2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-基)亚甲基)-3-乙基-2-硫代噻唑烷-4-酮橙色固体0.37g，收率35.9％。
实施例4
一种基于绕丹宁环的咔唑类反应型氟离子荧光探针的制备方法，包括以下步骤：
(a)2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑制备
在100mL圆底烧瓶中，加入2-甲氧基-9H-咔唑(4.93g，25mmol)和氢氧化钠(5g，120mmol)并溶解在DMSO(50mL)中，边搅拌边加入碘丙烷(14.9g，87.5mmol)。待所有原料加入完毕后，在圆底烧瓶上方放置冷凝管和Ar气球，抽真空三次后升温至60℃反应16h。反应完毕后，冷却至室温并加入50mL水稀释，二氯甲烷(50mL×3)萃取，合并有机相并用饱和NaCl溶液(80mL×2)洗涤后，加入无水硫酸钠静置15min，减压旋干二氯甲烷得到粗品，柱层析(PE：EA＝10:1)得2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑白色固体5.4g，收率90.3％。
(b)2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛的制备
在250mL三口瓶中，先加入无水DMF(9mL)，在0℃和氩气保护的条件下将三氯氧磷(9.18g，60mmol)滴加入三口瓶中并搅拌15min，再用无水DMF(26mL)将2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑(3.6g，15mmol)溶解后滴加入三口瓶中，升温至60℃搅拌反应4h，待反应液冷却至室温后加入冰水(40mL)继续搅拌1h，用二氯甲烷(40mL×3mL)萃取，合并有机相并饱和NaCl溶液(60mL×2mL)洗涤，加入无水硫酸钠静置15min，减压蒸发二氯甲烷得到粗产物。EA：PE＝1：5作为流动相，通过柱色谱纯化粗产物，得到2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛黄色固体3.3g，产率82.4％。
(c)2-羟基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛的制备
将无水无水三氯化铝(3.99g，30mmol)和无水二氯甲烷(14mL)加入100mL圆底烧瓶中，无水二氯甲烷(13mL)溶解2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛(2.7g，10mmol)后滴加入圆底烧瓶中，室温搅拌14h，待反应完毕后，滴加2M HCl溶液(15mL)继续搅拌0.5h，减压蒸干反应液中的二氯甲烷。乙酸乙酯(25mL×3)萃取，合并有机相并用饱和NaCl溶液(50mL×2)洗涤，加入无水硫酸钠静置15min，减压蒸发乙酸乙酯得到粗产物。EA：PE＝1：5作为流动相，通过柱色谱纯化粗产物，得到2-羟基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛黄色固体1.06g，收率41.9％。
(d)2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛的制备
在100mL两口瓶中，加入2-羟基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛(1.77g，7mmol)、4-二甲基氨基吡啶(1.37g，11.2mmol)、三乙胺(3.18g，31.5mmol)和1,1-二氯乙烷(10mL)搅拌并用氩气保护，用1,1-二氯乙烷(10mL)溶解叔丁基二甲基氯硅烷(3.16g，21mmol)后在-10℃的条件下滴加入两口瓶，搅拌反应14h，向反应液中加入饱和碳酸钠溶液(20mL，纯水配制)，用二氯甲烷(20mL×3)萃取，合并有机相并用饱和NaCl溶液(40mL×2，纯水配制)洗涤，加入无水硫酸钠静置15min，减压蒸发二氯甲烷得到粗产物。EA：PE＝1：20作为流动相，通过柱色谱纯化粗产物，得到2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛黄色固体0.99g，收率38.3％。
(e)5-((2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-基)亚甲基)-3-乙基-2-硫代噻唑烷-4-酮的制备
将2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛(1.1g，3mmol)、3-乙基-2-硫代噻唑烷-4-酮(0.48g，3mmol)、四氢吡咯(0.0043g，0.06mmol)和无水THF(10mL)加入100mL圆底烧瓶中，并用氩气保护，室温搅拌反应13h，减压蒸干反应液中的无水THF得到粗产物。EA：PE＝1：8作为流动相，通过柱色谱纯化粗产物，得到5-((2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-基)亚甲基)-3-乙基-2-硫代噻唑烷-4-酮橙色固体0.49g，收率32.1％。
实施例5
一种基于绕丹宁环的咔唑类反应型氟离子荧光探针的制备方法，包括以下步骤：
(a)2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑制备
在100mL圆底烧瓶中，加入2-甲氧基-9H-咔唑(5.91g，30mmol)和氢氧化钠(4.2g，105mmol)并溶解在DMF(60mL)中，边搅拌边加入碘丙烷(20.4g，120mmol)。待所有原料加入完毕后，在圆底烧瓶上方放置冷凝管和Ar气球，抽真空三次后升温至65℃反应14h。反应完毕后，冷却至室温并加入60mL水稀释，二氯甲烷(60mL×3)萃取，合并有机相并用饱和NaCl溶液(100mL×2)洗涤后，加入无水硫酸钠静置15min，减压旋干二氯甲烷得到粗品，柱层析(PE：EA＝10:1)得2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑白色固体6.59g，收率91.9％。
(b)2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛的制备
在250mL三口瓶中，先加入无水DMF(8mL)，在0℃和氩气保护的条件下将三氯氧磷(5.36g，35mmol)滴加入三口瓶中并搅拌15min，再用无水DMF(16mL)将2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑(2.39g，10mmol)溶解后滴加入三口瓶中，升温至65℃搅拌反应3h，待反应液冷却至室温后加入冰水(25mL)继续搅拌0.5h，用二氯甲烷(25mL×3mL)萃取，合并有机相并饱和NaCl溶液(50mL×2mL)洗涤，加入无水硫酸钠静置15min，减压蒸发二氯甲烷得到粗产物。EA：PE＝1：5作为流动相，通过柱色谱纯化粗产物，得到2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛黄色固体2.24g，产率84.1％。
(c)2-羟基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛的制备
将无水无水三氯化铝(6.38g，48mmol)和无水1,1-二氯乙烷(16mL)加入100mL圆底烧瓶中，无水1,1二氯乙烷(16mL)溶解2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛(3.2g，12mmol)后滴加入圆底烧瓶中，室温搅拌10h，待反应完毕后，滴加2M HCl溶液(24mL)继续搅拌0.5h，减压蒸干反应液中的1,1-二氯乙烷。乙酸乙酯(35mL×3)萃取，合并有机相并用饱和NaCl溶液(70mL×2)洗涤，加入无水硫酸钠静置15min，减压蒸发乙酸乙酯得到粗产物。EA：PE＝1：5作为流动相，通过柱色谱纯化粗产物，得到2-羟基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛黄色固体1.2g，收率39.6％。
(d)2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛的制备
在100mL两口瓶中，加入2-羟基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛(1.52g，6mmol)、4-二甲基氨基吡啶(0.88g，7.2mmol)、二乙胺(1.1g，15mmol)和1,2-二氯乙烷(7mL)搅拌并用氩气保护，用1,2-二氯乙烷(8mL)溶解叔丁基二甲基氯硅烷(2.71g，18mmol)后在-10℃的条件下滴加入两口瓶，搅拌反应12h，向反应液中加入饱和碳酸钠溶液(15mL，纯水配制)，用二氯甲烷(15mL×3)萃取，合并有机相并用饱和NaCl溶液(30mL×2，纯水配制)洗涤，加入无水硫酸钠静置15min，减压蒸发二氯甲烷得到粗产物。EA：PE＝1：20作为流动相，通过柱色谱纯化粗产物，得到2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛黄色固体0.85g，收率38.35％。
(e)5-((2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-基)亚甲基)-3-乙基-2-硫代噻唑烷-4-酮的制备
将2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛(0.74g，2mmol)、3-乙基-2-硫代噻唑烷-4-酮(0.48g，3mmol)、四氢吡咯(0.0028g，0.04mmol)和无水THF(8mL)加入100mL圆底烧瓶中，并用氩气保护，室温搅拌反应13h，减压蒸干反应液中的无水THF得到粗产物。EA：PE＝1：8作为流动相，通过柱色谱纯化粗产物，得到5-((2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-基)亚甲基)-3-乙基-2-硫代噻唑烷-4-酮橙色固体0.38g，收率37％。
实施例6
一种基于绕丹宁环的咔唑类反应型氟离子荧光探针的制备方法，包括以下步骤：
(a)2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑制备
在100mL圆底烧瓶中，加入2-甲氧基-9H-咔唑(4.93g，25mmol)和氢氧化钠(5g，125mmol)并溶解在DMSO(50mL)中，边搅拌边加入碘丙烷(19.1g，112.5mmol)。待所有原料加入完毕后，在圆底烧瓶上方放置冷凝管和Ar气球，抽真空三次后升温至60℃反应16h。反应完毕后，冷却至室温并加入50mL水稀释，二氯甲烷(60mL×3)萃取，合并有机相并用饱和NaCl溶液(80mL×2)洗涤后，加入无水硫酸钠静置15min，减压旋干二氯甲烷得到粗品，柱层析(PE：EA＝10:1)得2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑白色固体5.52g，收率92.4％。
(b)2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛的制备
在250mL三口瓶中，先加入无水DMF(9mL)，在0℃和氩气保护的条件下将三氯氧磷(6.89g，45mmol)滴加入三口瓶中并搅拌15min，再用无水DMF(26mL)将2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑(3.59g，15mmol)溶解后滴加入三口瓶中，升温至55℃搅拌反应5h，待反应液冷却至室温后加入冰水(25mL)继续搅拌0.5h，用二氯甲烷(35mL×3mL)萃取，合并有机相并饱和NaCl溶液(60mL×2mL)洗涤，加入无水硫酸钠静置15min，减压蒸发二氯甲烷得到粗产物。EA：PE＝1：5作为流动相，通过柱色谱纯化粗产物，得到2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛黄色固体3.35g，产率83.8％。
(c)2-羟基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛的制备
将无水无水三氯化铝(5.32g，40mmol)和无水二氯甲烷(14mL)加入100mL圆底烧瓶中，无水二氯甲烷(13mL)溶解2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛(2.67g，10mmol)后滴加入圆底烧瓶中，室温搅拌12h，待反应完毕后，滴加2M HCl溶液(20mL)继续搅拌0.5h，减压蒸干反应液中的二氯甲烷。乙酸乙酯(30mL×3)萃取，合并有机相并用饱和NaCl溶液(60mL×2)洗涤，加入无水硫酸钠静置15min，减压蒸发乙酸乙酯得到粗产物。EA：PE＝1：5作为流动相，通过柱色谱纯化粗产物，得到2-羟基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛黄色固体1.12g，收率44.3％。
(d)2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛的制备
在100mL两口瓶中，加入2-羟基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛(1.77g，7mmol)、4-二甲基氨基吡啶(0.85g，7mmol)、三乙胺(1.41g，14mmol)和1,1-二氯乙烷(7mL)搅拌并用氩气保护，用1,1-二氯乙烷(8mL)溶解叔丁基二甲基氯硅烷(3.16g，21mmol)后在-10℃的条件下滴加入两口瓶，搅拌反应9h，向反应液中加入饱和碳酸钠溶液(15mL，纯水配制)，用二氯甲烷(15mL×3)萃取，合并有机相并用饱和NaCl溶液(30mL×2，纯水配制)洗涤，加入无水硫酸钠静置15min，减压蒸发二氯甲烷得到粗产物。EA：PE＝1：20作为流动相，通过柱色谱纯化粗产物，得到2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛黄色固体0.95g，收率36.8％。
(e)5-((2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-基)亚甲基)-3-乙基-2-硫代噻唑烷-4-酮的制备
将2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛(1.1g，3mmol)、3-乙基-2-硫代噻唑烷-4-酮(0.97g，6mmol)、四氢吡咯(0.0043g，0.06mmol)和无水THF(10mL)加入100mL圆底烧瓶中，并用氩气保护，室温搅拌反应13h，减压蒸干反应液中的无水THF得到粗产物。EA：PE＝1：8作为流动相，通过柱色谱纯化粗产物，得到5-((2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-基)亚甲基)-3-乙基-2-硫代噻唑烷-4-酮橙色固体0.55g，收率36.1％。
实施例7
一种基于绕丹宁环的咔唑类反应型氟离子荧光探针的制备方法，包括以下步骤：
(a)2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑制备
在100mL圆底烧瓶中，加入2-甲氧基-9H-咔唑(5.91g，30mmol)和氢氧化钠(2.4g，60mmol)并溶解在DMSO(60mL)中，边搅拌边加入碘丙烷(25.5g，150mmol)。待所有原料加入完毕后，在圆底烧瓶上方放置冷凝管和Ar气球，抽真空三次后升温至70℃反应10h。反应完毕后，冷却至室温并加入60mL水稀释，二氯甲烷(60mL×3)萃取，合并有机相并用饱和NaCl溶液(100mL×2)洗涤后，加入无水硫酸钠静置15min，减压旋干二氯甲烷得到粗品，柱层析(PE：EA＝10:1)得2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑白色固体6.62g，收率92.3％。
(b)2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛的制备
在250mL三口瓶中，先加入无水DMF(8mL)，在0℃和氩气保护的条件下将三氯氧磷(3.83g，25mmol)滴加入三口瓶中并搅拌15min，再用无水DMF(16mL)将2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑(2.4g，10mmol)溶解后滴加入三口瓶中，升温至55℃搅拌反应5h，待反应液冷却至室温后加入冰水(25mL)继续搅拌0.5h，用二氯甲烷(25mL×3mL)萃取，合并有机相并饱和NaCl溶液(50mL×2mL)洗涤，加入无水硫酸钠静置15min，减压蒸发二氯甲烷得到粗产物。EA：PE＝1：5作为流动相，通过柱色谱纯化粗产物，得到2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛黄色固体2.11g，产率79.3％。
(c)2-羟基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛的制备
将无水无水三氯化铝(6.65g，50mmol)和无水1,1-二氯乙烷(14mL)加入100mL圆底烧瓶中，无水1,1-二氯乙烷(13mL)溶解2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛(2.67g，10mmol)后滴加入圆底烧瓶中，室温搅拌14h，待反应完毕后，滴加2M HCl溶液(25mL)继续搅拌0.5h，减压蒸干反应液中的1,1-二氯乙烷。乙酸乙酯(30mL×3)萃取，合并有机相并用饱和NaCl溶液(60mL×2)洗涤，加入无水硫酸钠静置15min，减压蒸发乙酸乙酯得到粗产物。EA：PE＝1：5作为流动相，通过柱色谱纯化粗产物，得到2-羟基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛黄色固体1.1g，收率43.7％。
(d)2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛的制备
在100mL两口瓶中，加入2-羟基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛(1.52g，6mmol)、4-二甲基氨基吡啶(0.73g，6mmol)、二乙胺(0.88g，12mmol)和二氯甲烷(7mL)搅拌并用氩气保护，用二氯甲烷(8mL)溶解叔丁基二甲基氯硅烷(1.81g，12mmol)后在-10℃的条件下滴加入两口瓶，搅拌反应9h，向反应液中加入饱和碳酸钠溶液(15mL，纯水配制)，用二氯甲烷(15mL×3)萃取，合并有机相并用饱和NaCl溶液(30mL×2，纯水配制)洗涤，加入无水硫酸钠静置15min，减压蒸发二氯甲烷得到粗产物。EA：PE＝1：20作为流动相，通过柱色谱纯化粗产物，得到2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛黄色固体0.73g，收率33.2％。
(e)5-((2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-基)亚甲基)-3-乙基-2-硫代噻唑烷-4-酮的制备
将2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛(0.74g，2mmol)、3-乙基-2-硫代噻唑烷-4-酮(0.48g，3mmol)、四氢吡咯(0.0014g，0.02mmol)和无水THF(8mL)加入100mL圆底烧瓶中，并用氩气保护，室温搅拌反应13h，减压蒸干反应液中的无水THF得到粗产物。EA：PE＝1：10作为流动相，通过柱色谱纯化粗产物，得到5-((2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-基)亚甲基)-3-乙基-2-硫代噻唑烷-4-酮橙色固体0.31g，收率30.65％。
实施例8
一种基于绕丹宁环的咔唑类反应型氟离子荧光探针的制备方法，包括以下步骤：
(a)2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑制备
在100mL圆底烧瓶中，加入2-甲氧基-9H-咔唑(4.93g，25mmol)和氢氧化钾(2.8g，50mmol)并溶解在DMSO(50mL)中，边搅拌边加入碘丙烷(12.8g，75mmol)。待所有原料加入完毕后，在圆底烧瓶上方放置冷凝管和Ar气球，抽真空三次后升温至65℃反应14h。反应完毕后，冷却至室温并加入50mL水稀释，二氯甲烷(60mL×3)萃取，合并有机相并用饱和NaCl溶液(80mL×2)洗涤后，加入无水硫酸钠静置15min，减压旋干二氯甲烷得到粗品，柱层析(PE：EA＝10:1)得2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑白色固体5.38g，收率90％。
(b)2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛的制备
在250mL三口瓶中，先加入无水DMF(9mL)，在0℃和氩气保护的条件下将三氯氧磷(4.59g，30mmol)滴加入三口瓶中并搅拌15min，再用无水DMF(26mL)将2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑(3.59g，15mmol)溶解后滴加入三口瓶中，升温至65℃搅拌反应3h，待反应液冷却至室温后加入冰水(35mL)继续搅拌0.5h，用二氯甲烷(35mL×3mL)萃取，合并有机相并饱和NaCl溶液(60mL×2mL)洗涤，加入无水硫酸钠静置15min，减压蒸发二氯甲烷得到粗产物。EA：PE＝1：5作为流动相，通过柱色谱纯化粗产物，得到2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛黄色固体3.11g，产率77.7％。
(c)2-羟基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛的制备
将无水无水三氯化铝(7.98g，60mmol)和无水1,2-二氯乙烷(16mL)加入100mL圆底烧瓶中，无水1,2-二氯乙烷(16mL)溶解2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛(3.2g，12mmol)后滴加入圆底烧瓶中，室温搅拌12h，待反应完毕后，滴加2M HCl溶液(30mL)继续搅拌0.5h，减压蒸干反应液中的1,2-二氯乙烷。乙酸乙酯(35mL×3)萃取，合并有机相并用饱和NaCl溶液(70mL×2)洗涤，加入无水硫酸钠静置15min，减压蒸发乙酸乙酯得到粗产物。EA：PE＝1：5作为流动相，通过柱色谱纯化粗产物，得到2-羟基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛黄色固体1.35g，收率44.5％。
(d)2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛的制备
在100mL两口瓶中，加入2-羟基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛(1.77g，7mmol)、4-二甲基氨基吡啶(0.85g，7mmol)、三乙胺(1.41g，14mmol)和二氯甲烷(10mL)搅拌并用氩气保护，用二氯甲烷(10mL)溶解叔丁基二甲基氯硅烷(2.11g，14mmol)后在-10℃的条件下滴加入两口瓶，搅拌反应9h，向反应液中加入饱和碳酸钠溶液(20mL，纯水配制)，用二氯甲烷(20mL×3)萃取，合并有机相并用饱和NaCl溶液(40mL×2，纯水配制)洗涤，加入无水硫酸钠静置15min，减压蒸发二氯甲烷得到粗产物。EA：PE＝1：20作为流动相，通过柱色谱纯化粗产物，得到2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛黄色固体0.77g，收率30.1％。
(e)5-((2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-基)亚甲基)-3-乙基-2-硫代噻唑烷-4-酮的制备
将2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛(1.1g，3mmol)、3-乙基-2-硫代噻唑烷-4-酮(0.72g，4.5mmol)、四氢吡咯(0.0064g，0.09mmol)和无水THF(10mL)加入100mL圆底烧瓶中，并用氩气保护，室温搅拌反应13h，减压蒸干反应液中的无水THF得到粗产物。EA：PE＝1：8作为流动相，通过柱色谱纯化粗产物，得到5-((2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-基)亚甲基)-3-乙基-2-硫代噻唑烷-4-酮橙色固体0.48g，收率31.2％。
通过步骤(a)所得2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑，其物性、结构如下：
MP:100.3-101.7℃；1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.00(d,J＝8.8Hz,2H),7.52(s,1H),7.34(d,J＝1.4Hz,1H),7.18–7.10(m,2H),6.80(dd,J＝8.4,2.4Hz,1H),4.34(s,2H),3.88(s,3H),1.79(d,J＝7.2Hz,2H),0.88(t,J＝7.6Hz,3H)；13C NMR(100MHz,CDCl3)δ159.0,141.9,140.7,124.3,123.0,121.1,119.5,118.9,116.8,108.5,106.9,93.3,55.7,44.6,22.2,11.9；ESI-HRMS C16H17NO([M+H]+):calcd 240.1382,found 240.1385.
通过步骤(b)所得2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛，其物性、结构如下：
MP:104.5-105.9℃；1H NMR(400MHz,CDCl3)δ10.48(s,1H),8.57(s,1H),8.02(d,J＝7.6Hz,1H),7.49–7.39(m,1H),7.36(d,J＝8.0Hz,1H),7.26(s,1H),6.75(s,1H),4.22(t,J＝7.2Hz,2H),4.03(s,3H),1.93(d,J＝7.2Hz,2H),1.00(t,J＝7.6Hz,3H)；13C NMR(100MHz,CDCl3)δ189.4,161.6,145.8,141.3,125.6,123.5,121.7,120.4,120.2,118.4,116.9,109.0,90.4,55.9,44.8,22.1,11.8；ESI-HRMS C17H17NO2([M+H]+):calcd 268.1331,found 268.1331.
通过步骤(c)所得2-羟基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛，其物性、结构如下：
MP:115.1-116.7℃；1H NMR(400MHz,CDCl3)δ11.52(s,1H),9.91(s,1H),8.14(s,1H),7.99(d,J＝8.8Hz,1H),7.49–7.40(m,1H),7.36(d,J＝8.4Hz,1H),7.30–7.25(m,1H),6.80(s,1H),4.17(t,J＝7.2Hz,2H),1.90(h,J＝7.6Hz,2H),0.98(t,J＝7.6Hz,3H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ195.0,161.2,146.4,141.6,127.2,125.9,123.1,120.6,119.8,117.3,114.9,109.2,95.1,44.9,21.9,11.7；ESI-HRMS C16H15NO2([M+H]+):calcd 254.1175,found245.1177.
通过步骤(d)所得2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛，其物性、结构如下：
MP:80.1-81.7℃；1H NMR(400MHz,CDCl3)δ10.48(s,1H),8.57(s,1H),8.03(d,J＝7.6Hz,1H),7.48–7.40(m,1H),7.36(d,J＝8.0Hz,1H),7.26(s,1H),6.72(s,1H),4.19(t,J＝6.8Hz,2H),1.91(h,J＝7.2Hz,2H),1.07(s,9H),0.98(t,J＝7.6Hz,3H),0.33(s,6H)；13CNMR(101MHz,CDCl3)δ189.77,158.05,145.77,141.51,125.82,123.46,121.16,120.56,120.35,120.34,118.17,108.99,98.71,44.86,25.80,22.12,18.47,11.91,-4.18；ESI-HRMS C22H29NO2Si([M+H]+):calcd 368.2040,found 368.2035.
通过步骤(e)所得5-((2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-基)亚甲基)-3-乙基-2-硫代噻唑烷-4-酮，其物性、结构如下：
MP:132.2-133.5℃；IR:υ2955.54,2926.20,2849.92,1705.70,1582.48,1453.39,1315.50,1230.41,1113.06cm-1；1H NMR(400MHz,DMSO)δ8.25(t,J＝3.6Hz,1H),8.07(s,1H),7.61(d,J＝8.0Hz,1H),7.45(t,J＝7.6Hz,1H),7.25(t,J＝7.4Hz,1H),7.06(s,1H),4.36(t,J＝6.8Hz,1H),4.10(q,J＝7.2Hz,1H),1.87–1.72(m,1H),1.21(t,J＝7.2Hz,2H),1.07(s,5H),0.86(t,J＝7.6Hz,2H),0.32(s,3H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ198.3,172.5,160.2,148.3,146.0,135.1,130.5,127.6,126.2,125.0,124.8,123.2,122.8,122.4,113.8,104.2,49.5,44.5,30.5,26.9,23.2,17.1,16.6,0.5.ESI-HRMS C27H34N2S2Si([M+H]+):calcd 511.1903,found 511.1897.
对以上实施例1-8制得的5-((2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-基)亚甲基)-3-乙基-2-硫代噻唑烷-4-酮(SCT)进行氟离子荧光探针功能测试：
测试5-((2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-基)亚甲基)-3-乙基-2-硫代噻唑烷-4-酮(SCT)与氟离子反应前后，THF溶液荧光的变化情况，参见图2在THF中，SCT与氟离子共存的光谱。图2(a)是SCT及SCT与氟离子共存时的激发光谱(Ex)和发射光谱(Em)，[SCT]＝5μM，[F-]＝100μM，激发光谱为固定发射波长(em＝428nm)及发射光谱为固定激发波长(ex＝360nm)时测得的光谱，与图2(b)测的激发波长与SCT-F一致，说明SCT与氟离子反应后Si-O键发生断裂生成Ar-OH，证实了SCT与氟离子反应机制。插图照片为365nm紫外灯下拍摄的SCT或SCT与氟离子共存溶液。可以看到，未加氟离子的探针溶液荧光很弱；加入氟离子反应后溶液呈现出蓝色荧光。激发波长为360nm时，无氟离子的SCT溶液的发射荧光强度微弱，而含氟离子的SCT溶液的发射荧光强度显著增强。实验结果表明，在THF中，探针SCT对氟离子的识别能产生显著的荧光信号的变化。
通过荧光滴定实验测定了氟离子浓度对反应后溶液荧光强度的影响，参见图3氟离子(0-20μM)滴定SCT(1μM)的光谱。溶剂为ACN-Tris/HCl(50mM，pH＝8，8:2，v/v)(发射波长ex＝360nm)；图3a为SCT(1μM)的氟离子(0-20μM)荧光滴定光谱。由图可知，SCT(1μM)在360nm单色光激发下于500nm处发射微弱荧光，随着氟离子加入，在500nm处的荧光发射逐渐增强，氟离子浓度达到8μM时，荧光强度增强达饱和。将500nm处SCT的荧光强度与氟离子浓度的关系进行拟合(见图3b)，在氟离子浓度为0-8μM区间，两者具有良好的线性关系，能够对氟离子实现定量检测。
用Olympus IX71倒置荧光显微镜检测探针SCT对HepG2细胞的成像能力。参见图4用SCT(1μM)和氟离子(5μM)处理的HepG2细胞荧光图像。在绿色通道下，SCT(1μM)与细胞孵育后，呈现绿色荧光；加入氟离子(5μM)孵育后荧光呈现红色。该实验结果表明，探针SCT具有良好的细胞成像能力，能检测细胞内的氟离子。
综上所述，SCT能对氟离子响应，且能很好用于细胞内氟离子检测，具有较好的应用前景。
最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明的技术方案并不限于上述实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于绕丹宁环的咔唑类反应型氟离子荧光探针，其特征在于，其具体结构式如下：。
2.权利要求1所述的基于绕丹宁环的咔唑类反应型氟离子荧光探针的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a)以2-甲氧基-9H-咔唑与碘丙烷发生取代反应生成2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑：
取代试剂与2-甲氧基-9H-咔唑的投料摩尔比为2~5:1，碱与2-甲氧基-9H-咔唑的投料摩尔比为2~5:1，反应温度为60~70 ℃；
(b)2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑与DMF和三氯氧磷发生甲酰化反应生成2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛：
反应试剂与2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑的投料摩尔比为2~5:1，反应温度为55~65 ℃；
(c)2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛水解生成2-羟基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛：
反应试剂与2-甲氧基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛的投料摩尔比为2~5:1，反应温度为室温；
(d)2-羟基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛与叔丁基二甲基氯硅烷发生取代反应得到2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛：
反应试剂与2-羟基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛的投料摩尔比为2~5:1，催化剂与2-羟基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛的投料摩尔比为1~2:1，碱与2-羟基-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛的投料摩尔比为2~5:1，反应温度为-10℃；
(e)2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛与3-乙基-2-硫代噻唑烷-4-酮反应生成目标化合物5-((2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-基)亚甲基)-3-乙基-2-硫代噻唑烷-4-酮：
反应试剂与2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛的投料摩尔比为1~2:1，催化剂与2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)-9-丙基-9H-咔唑-3-甲醛比为0.01~0.03 :1，反应温度为室温；
所述步骤（a）中溶剂为二甲基亚砜（DMSO）或N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，取代试剂为碘丙烷，碱为氢氧化钠或氢氧化钾；
所述步骤（b）中溶剂为无水N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，反应试剂为三氯氧磷；
所述步骤（c）中溶剂为无水二氯甲烷、无水1,2-二氯乙烷或无水1,1-二氯乙烷，反应试剂为三氯化铝；
所述步骤（d）中溶剂为为二氯甲烷、1,2-二氯乙烷或1,1-二氯乙烷，反应试剂为叔丁基二甲基氯硅烷，催化剂为4-二甲基氨基吡啶，碱为三乙胺或二乙胺；
所述步骤（e）中溶剂为无水四氢呋喃(THF)，反应试剂为3-乙基-2-硫代噻唑烷-4-酮，催化剂为四氢吡咯。
3.权利要求1所述的基于绕丹宁环的咔唑类反应型氟离子荧光探针在制备氟离子检测试剂中的应用。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述氟离子检测试剂，是极性溶液中微量氟离子的定量检测试剂。
5.权利要求1所述的基于绕丹宁环的咔唑类反应型氟离子荧光探针在制备活细胞荧光成像试剂中的应用。
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