CN1357540A - 一种荧光试剂2－(n－咔唑基)－乙基氯甲酸酯 - Google Patents
一种荧光试剂2－(n－咔唑基)－乙基氯甲酸酯 Download PDFInfo
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Abstract
一种荧光试剂2－(N－咔唑基)－乙基氯甲酸酯,其结构式为见右式，本发明的荧光试剂,其荧光强度较大,衍生化速度快,要求的实验条件不苛刻,并且在检测过程中溶剂组成引起的背景干扰较低。
Description
本发明涉及荧光试剂，特别提供了一种新的作为荧光试剂的化合物——2-(N-咔唑基)-乙基氯甲酸酯。
由于咔唑基的特殊结构性质，在已有的报道中，研究主要集中在对其量子性质的讨论方面。如π-电子的跃迁，溶剂性质对咔唑衍生物荧光性质的影响等。已被研究过荧光性质的咔唑衍生物结构见附表1。另一方面，咔唑与金属离子络合、与丙烯酸等共聚也可以得到具有特殊光学和电学性质的物质。以咔唑的简单衍生物如咔唑-N-乙酰氯等作为荧光衍生化试剂的研究也有报道。
本发明的目的在于提供一种荧光试剂2-(N-咔唑基)-乙基氯甲酸酯，其荧光强度较大，衍生化速度快，要求的实验条件不苛刻，并且在检测过程中溶剂组成引起的背景干扰较低。
本发明提供了一种荧光试剂2-(N-咔唑基)-乙基氯甲酸酯，其结构式为：
本发明还提供了上述荧光试剂2-(N-咔唑基)-乙基氯甲酸酯的制备方法，其特征在于按下述过程进行：
以路易斯碱为催化剂，在二甲基亚砜溶剂中，咔唑与碳酸亚乙酯反应得2-(N-咔唑基)-乙醇，催化剂的用量为咔唑重量的0.01～0.05％，咔唑与碳酸亚乙酯的摩尔比为1∶1.25～1.4，反应温度85-115℃，反应时间4-6小时；
在0-5℃反应温度下，2-(N-咔唑基)-乙醇在二氯甲烷溶液中与光气作用，搅拌反应15-20小时得目标产物2-(N-咔唑基)-乙基氯甲酸酯。
上述产物经重结晶纯化得2-(N-咔唑基)-乙基氯甲酸酯纯品，可用于表征和进一步衍生化反应实验。
反应方程式如下：
本发明通过量子化学模拟计算的方法，找出适合特定要求的荧光试剂结构2-(N-咔唑基)-乙基氯甲酸酯。以咔唑为母体采用适宜的反应条件，合成得到目标产物。由于在2-(N-咔唑基)-乙基氯甲酸酯分子中存在N原子介入的大π键，同时乙基氯甲酸酯基的协同效应，使其激发和发射波长显著红移，分子的摩尔吸光度增大，水溶性增强。也由于氯甲酸酯的适宜反应性和稳定性，使其更适宜于作为荧光衍生化试剂，用于非荧光样品的荧光检测，以较大的提高样品的检测灵敏度。
另外，本发明衍生化速度较文献相关的荧光试剂大大缩短，试剂具有较高的活性，对于几种实验样品，衍生化反应完成所需时间小于1min。对作为高效液相色谱衍生化试剂而言，与AQC等荧光衍生化试剂相比，前后洗脱组分的检测灵敏度差别很小，试剂的荧光量子效率较高。且试剂及衍生化产物的稳定性较好，可以满足多种目的的需要。
总之，本发明新型荧光试剂荧光强度较大，衍生化速度快，要求的实验条件不苛刻，由于激发和发射波长的显著红移，使检测过程中溶剂组成引起的背景干扰降低。下面通过实施例详述本发明。
附图1为2-(N-咔唑基)-乙基氯甲酸酯的质谱；
附图2为2-(N-咔唑基)-乙基氯甲酸酯的氢谱；
附图3为2-(N-咔唑基)-乙基氯甲酸酯的核磁共振谱图。
实施例
以0.02g的KOH为催化剂，在100ml的二甲基亚砜溶剂中，20g的咔唑与25g的碳酸亚乙酯反应，反应温度100℃，反应时间5小时，获得12g的2-(N-咔唑基)-乙醇，在0-5℃反应温度下，将2-(N-咔唑基)-乙醇溶于二氯甲烷溶液中，充光气至饱和，搅拌反应20小时得目标产物2-(N-咔唑基)-乙基氯甲酸酯。上述产物经重结晶纯化得9g的2-(N-咔唑基)-乙基氯甲酸酯纯品，可用于表征和进一步衍生化反应实验。2-(N-咔唑基)-乙基氯甲酸酯的质谱见附图1，2-(N-咔唑基)-乙基氯甲酸酯的氢谱见附图2，2-(N-咔唑基)-乙基氯甲酸酯的核磁共振谱见附图3。
1.衍生物的稳定性
室温下在硼酸缓冲液中(pH8.5～9.0)将甘氨酸与2-(9-咔唑基)-乙基氯甲酸酯进行衍生化，所得衍生物溶液的pH调至中性(pH＝7.0)，25℃避光保存衍生物稳定1周。衍生物在15％乙腈溶液中对其荧光光谱进行了测定，结果表明试剂本身与其衍生物的激发和发射波长基本相似，很可能是由于试剂分子中的活性基团与发色团处于相对独立的位置，换句话说，衍生物的形成并没有改变试剂分子发色团的共轭状况。不同流动相组成对衍生物荧光发射强度的影响见下表：
| 溶剂(乙腈/水) | 最大波长激发 发射 | 相对荧光强度 |
| 10090/0080/2070/3060/4050/5040/6030/7020/8010/90 | 293，335 368293，335 367293，335 367293，335 365293，335 365293，335 364293，335 364293，335 364293，335 364293，335 364 | 1.151.141.061.051.041.031.000.920.880.81 |
2.非水溶剂温度对荧光强度的影响
物质发射的荧光温度往往受到所处溶剂温度等环境因素的影响，这些影响往往又有专一性和规律性，利用其中规律可进行一些特殊测定，如利用荧光探针测定溶液温度具有极高灵敏度，也可测量微波辐射下的温度，可检测微小体系(如细胞)内的温度等。本实验在正丁醇的非水溶剂中对2-(9-咔唑基)-乙醇的荧光强度随温度变化的规律进行研究，结果发现荧光强度在10～75℃的范围内lnIem与1/T成良好的线性关系。根据Arrhenius方程式：
所得该发光分子的发射稳定能为9.4KJ·mol-1。3.不同温度在不同溶剂中的荧光强度
| 溶剂 强度 强度 强度 强度 强度(15℃) (30℃) (45℃) (60℃) (75℃) |
| 甲醇 100 91 83 75 70乙醇 100 91 82 73 69丙醇 100 92 84 77 72正丁醇 100 91 82 73 70正戊醇 100 90 81 72 68 |
Claims (2)
1、一种荧光试剂2-(N-咔唑基)-乙基氯甲酸酯，其结构式为：
2、一种权利要求1所述荧光试剂2-(N-咔唑基)-乙基氯甲酸酯的制备方法，其特征在于按下述过程进行：
以路易斯碱为催化剂，在二甲基亚砜溶剂中，咔唑与碳酸亚乙酯反应得2-(N-咔唑基)-乙醇，催化剂的用量为咔唑重量的0.01～0.05％，咔唑与碳酸亚乙酯的摩尔比为1∶1.25～1.4，反应温度85-115℃，反应时间4-6小时；
在0-5℃反应温度下，2-(N-咔唑基)-乙醇在二氯甲烷溶液中与光气作用，搅拌反应15-20小时得目标产物2-(N-咔唑基)-乙基氯甲酸酯。
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