来自罗丹明b、二亚乙基三胺和异硫氰酸苯酯的荧光探针及其制备方法和应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了来自罗丹明B、二亚乙基三胺和异硫氰酸苯酯的荧光探针及其制备方法和应用。具体而言，本发明首先使罗丹明B与二亚乙基三胺反应以形成性质稳定的螺环酰胺结构并引入含氮桥联片段，再与异硫氰酸苯酯反应以引入硫原子。利用汞离子的亲硫性，通过上述方案获得的新型罗丹明B-苯基硫脲衍生物（即汞离子荧光探针RDTU）的每一个分子能够结合两个汞离子，因而具备较高的选择性和检测灵敏度。该荧光探针分子可以在中性缓冲溶液，特别是水相中进行检测。另外，该荧光探针分子还可以检测来自氯化汞的汞离子，具有更好的实用性。
【专利说明】来自罗丹明B、二亚乙基三胺和异硫氰酸苯酯的荧光探针 及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于有机合成领域，具体涉及一种作为荧光探针材料使用的罗丹明B-苯 基硫脲衍生物及其制备方法与应用。
【背景技术】
[0002] 汞是出现频率和毒性均名列前茅的重金属，影响范围较广，毒性较强。由于其对 于功能蛋白质和酶中的硫醇基团具有较高的亲和性，汞或其衍生物通常会导致细胞发生功 能失调，进而引发后续的健康问题(参见M. Harada, Minamata disease: methylmercury poisoning in Japan caused by environmental pollution, Crit. Rev. Toxicol., 1962，2:40-57)。不幸的是，汞污染能够发生于一系列天然和人为环境中，例如海啸或火山 喷发、金矿开采以及燃油废料。因此，有效地检测或监控生物样品或环境样品中的汞已成为 近年来相关领域的研究热点。
[0003] 由于具有突出的优点，荧光探针在生命科学、环境科学、材料科学、信息科学等多 个领域显示出良好的应用前景。其中，罗丹明及其衍生物是一类重要的咕吨型荧光染料。 由于苯环间氧桥的存在，罗丹明分子具有刚性平面结构，使分子结构稳定性增强，在激发光 的作用下能在红色可见光区(波长500 ~ 700 nm)产生强烈的荧光，受样品背景干扰相对较 少，是生物分析中常用的荧光染料。
[0004] 自1997年Czarnik等首次报道了罗丹明类荧光探针及其开环反应的开创性工 作以后（参见 V. Dujols, F. Ford 和 A. W. Czarnik, A long-wavelength fluorescent chemodosimeter selective for Cu (II) ion in water, J. Am. Chem. Soc. , 1997, 119:7386-7387)，罗丹明衍生物受到广泛的关注，成为重金属和过渡金属阳离子荧光探针 领域研究的热点。总结基于罗丹明的金属离子荧光探针，罗丹明独特的螺环结构和荧光性 质在金属离子探针的设计过程中具有重要作用，通过不同的桥接基团引入多样化的识别 基团可实现对金属离子的选择性识别和检测（参见J-S. mi，I-C. Hwang，K-S. Kim和 J-S. Kim, Rhodamine-based Hg-selective chemodosimeter in aqueous solution: fluorescent off-on，Crg. Zeii·，2007，9(5):907-910 以及 Liu Y·，Lv X·，Zhao Y. , Chen M. , Liu J. , Wang P.,和 Guo ff. A naphthalimide-rhodamine ratiometric fluorescent probe for Hg2+ based on fluorescence resonance energy transfer., Dyes Pigments, 2012, 92: 909-915)〇
[0005] 然而，已报道的Hg2+荧光探针大多数是一个探针分子结合一个Hg2+，而且有的荧光 探针对于Hg 2+的选择性较差，灵敏度不高；有的选择性好、灵敏度高，但水溶性差，无法在水 相中完成检测；或者有的选择性好、灵敏度高，但合成困难。因此亟须一种新颖的、选择性 高、灵敏度高且能在水相中使用的罗丹明型Hg 2+荧光探针。
【发明内容】
[0006] 为了克服现有技术中的上述缺陷，本发明旨在提供一种来自罗丹明B、二亚乙基三 胺和异硫氰酸苯酯的荧光探针及其制备方法和应用。
[0007] 本发明的核心在于改变罗丹明B的细部结构，先使其与二亚乙基三胺反应以形成 性质稳定的螺环酰胺结构并引入含氮桥联片段，再与异硫氰酸苯酯反应以引入硫原子。利 用Hg2+的亲硫性，通过上述方案获得的新型罗丹明B-苯基硫脲衍生物RDTU (即罗丹明型 Hg2+荧光探针RDTU)的每一个分子能够结合两个Hg2+，因而具备较高的选择性和检测灵敏 度。
[0008] 首先，为了达到上述目的，本发明提供了一种如式（I)所示的罗丹明B-苯基硫脲 衍生物，
【权利要求】
1. 一种如式（I)所示的罗丹明B-苯基硫脲衍生物，
2. -种制备如权利要求1所述的罗丹明B-苯基硫脲衍生物的方法，其包括以下步骤： 1) 将罗丹明B溶于反应溶剂A中，然后按照罗丹明B与二亚乙基三胺的摩尔比为1: 5?8 的用量逐滴滴加二亚乙基三胺，滴加完毕后在65?85°C下加热反应:Γ10小时，冷却至室温， 减压除去溶剂后用水洗涤，过滤，得到螺环酰胺中间体，
2) 将步骤1)中获得的螺环酰胺中间体和异硫氰酸苯酯按照1:2飞的摩尔比溶于反应 溶剂Β中，在2(T50°C的条件下搅拌反应0. 5飞小时，冷却至室温，减压除去溶剂后，经过纯 化得到罗丹明B-苯基硫脲衍生物，
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤1)中所述罗丹明B与二亚乙基三胺 的摩尔比为1:7。
4. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤1)中所述反应溶剂A选自甲醇、乙 醇、异丙醇中的任意一种。
5. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤1)的反应温度为81 °C，反应时间为 3小时。
6. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤2)中所述螺环酰胺中间体与异硫氰 酸苯酯的摩尔比为1:6。
7. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤2)中所述反应溶剂B选自四氢呋喃、 乙腈中的任意一种。
8. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤2)的反应温度为20°C，反应时间为 0. 5小时。
9. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤2)中所述纯化为硅胶柱层析纯化， 洗脱剂采用体积比为1:2的乙酸乙酯/石油醚混合液。
10. 根据权利要求1所述的罗丹明B-苯基硫脲衍生物用于检测Hg2+的用途。
【文档编号】C07D491/107GK104098581SQ201410341346
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年7月17日 优先权日:2014年7月17日
【发明者】徐冬梅, 刘爱风, 洪苗苗 申请人:苏州大学