专利名称：2－(n－咔唑基)－乙氧基碳酰肼的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种荧光试剂的制备方法，具体地说涉及一种2-(N-咔唑基)-乙氧基碳酰肼的制备方法。
背景技术：
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。根据已有报道，现有试剂具有以下缺陷反应活性较低，衍生速度较慢，衍生产物不稳定，荧光量子效率较高，洗脱前后组分检测灵敏度小，须经8小时(90℃)的还原反应再直接应用色谱分析。
比如伯胺基荧光衍生化试剂衍生产物为席夫碱(Schiffbase)不稳定，须经8小时(90℃)的还原反应才可生成稳定的用于分析用的叔胺衍生物，且不能还原酮糖。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可用作荧光衍生试剂的2-(N-咔唑基)-乙氧基碳酰肼的制备方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案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)-乙氧基碳酰肼分子中存在N原子介入的大π键，同时乙氧基碳酰肼的协同效应，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。也由于乙氧基碳酰肼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，可较大地提高样品的检测灵敏度。
本发明具体的制备方法是
(1)以氢氧化钾为催化剂，与咔唑、2-溴乙醇在二甲基亚砜溶剂中反应得2-(N-咔唑基)-乙醇，其中咔唑、2-溴乙醇及氢氧化钾之间的质量比为2-3∶3-4∶1；反应温度80-100℃，反应时间4-6小时；(2)将步骤1产物2-(N-咔唑基)-乙醇与光气在二氯甲烷溶液中反应，其中2-(N-咔唑基)-乙醇与光气的质量比为1-1.5∶1，0-5℃下，搅拌反应10-24小时得产物2-(N-咔唑基)-乙基氯甲酸酯；(3)步骤2产物经重结晶纯化，得2-(N-咔唑基)-乙基氯甲酸酯纯品，再与水合肼在室温常压条件下反应20-30分钟即得目标产物2-(N-咔唑基)-乙氧基碳酰肼，其中2-(N-咔唑基)-乙基氯甲酸酯与水合肼质量比为1∶10-12。
本发明经上述步骤制备的目标产物经重结晶纯化即可用于衍生化反应实验。
本发明制备的荧光试剂荧光强度较大，试剂反应活性高，衍生化速度快，衍生产物稳定，荧光量子效率高。
本发明的制备条件要求不苛刻。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。洗脱前后组分检测灵敏度小，产物可以马上用于色谱分析，而且不用进一步还原本发明制备和荧光试剂可以作为荧光、紫外衍生试剂用于色谱分析中，能极大的提高检测灵敏度和改善分离，具有良好的应用前景。
图1是本发明2-(N-咔唑基)-乙氧基碳酰肼对5种糖进行柱前衍生荧光检测色谱图。
图2是本发明2-(N-咔唑基)-乙氧基碳酰肼对5种糖进行柱前衍生紫外检测色谱图。
上述图1和图2中的峰值序号分别代表1-乳糖(lactose)、2-甘露糖(mannose)、3-葡萄糖(glucose)、4-鼠李糖(rhamnose)、5-山梨糖(sorbose)。
具体实施例方式
在500ml的圆底烧瓶中加入咔唑30g，二甲亚砜150mL，开动电磁搅拌并加热，在20分钟内将10g氢氧化钾分批加入，溶液温度保持100℃下加热回流搅拌30分钟，将40g的2-溴乙醇在1小时内加入，温度继续保持100℃下继续加热回流搅拌反应2.5小时，溶液逐渐转变为暗褐色。将烧瓶内混合物冷却至室温，反应完毕后，用旋转蒸发仪在油浴加热的条件下将溶剂蒸出，残余物用水洗三次，晾干后用正己烷加热至沸腾萃取，冷却后析出白色固体，抽滤后滤饼再用正己烷重结晶两次，得白色针状晶体。
将15g光气溶解在100ml二氯甲烷中，倒入500ml的三颈烧瓶中，在电磁搅拌和冰盐浴的条件下，将22.5g 2-(N-咔唑基)-乙基氯甲酸酯溶解在40ml的二氯甲烷中保持0℃以下电磁搅拌4小时，慢慢将反应液温度升至室温保持16小时，反应完毕用旋转蒸发仪将溶剂蒸出，得到白色固体样品。再用乙醚和二氯甲烷按(3∶1)的混合溶剂重结晶，产品为白色针状晶体。
将约1g 2-(N-咔唑基)-乙基氯甲酸酯溶于30mL乙腈中，在快速搅拌条件下，将上述溶液缓慢滴加到10g水合肼中，待反应30分钟后，将反应液在低于40℃条件下真空旋转蒸发除去未反应的肼和溶剂，得白色固体物，可通过乙醇重结晶，得白色针状晶体。
试剂操作条件及效果咔唑-9-乙氧基碳酰肼溶液准确称取32mg咔唑-9-乙氧基碳酰肼加10mL容量瓶中，用无水乙腈稀释至刻度，浓度为1.2×10-2mol/L；中性糖溶液准确称取一定量的5种中性糖(乳糖，甘露糖，葡萄糖，鼠李糖，山梨糖)各10mg置入10mL容量瓶中，用水稀释至刻度，总浓度为10g/L。
取100μL中性糖标准品混合液，加入等体积的咔唑-9-乙氧基碳酰肼溶液，然后加入10μL冰醋酸，65℃水浴加热反应5h后，冷却至室温，取10μL稀释至200μL，进样5μL。按如下色谱分离条件进行实验，结果见图1，图2。
色谱分离条件流动相A醋酸铵缓冲溶液(50mmol/L，pH＝5)，流动相B乙腈；梯度条件0min＝70％A，10min＝70％A，11min＝0％A，30min＝0％A；流速1mL/min；柱温室温；衍生物的荧光激发和发射波长为λex/λem＝293/360nm；紫外检测波长254nm。Hypersil ODS2色谱柱(150×4.6mm，i.d，大连依利特科学仪器有限公司)。
附表1文献报道的“carbazole”衍生物结构
权利要求
1.一种2-(N-咔唑基)-乙氧基碳酰肼的制备方法，其主要步骤为a)以氢氧化钾为催化剂，咔唑与2-溴乙醇在二甲基亚砜溶剂中反应得2-(N-咔唑基)-乙醇；其中咔唑、2-溴乙醇及氢氧化钾之间的质量比为2-3∶3-4∶1；反应温度80-100℃，反应时间4-6小时；将混合物冷却至室温，蒸出溶剂，残余物水洗，晾干后用正己烷加热至沸腾萃取，冷却后析出白色固体；b)将步骤a产物与光气在二氯甲烷溶液中反应，其中步骤a产物与光气的质量比为1-1.5∶1，0-5℃下，搅拌反应6-10小时；将反应液温度升至室温保持10小时，反应完毕，蒸出溶剂，得到白色固体样品；c)将步骤b产物与水合肼在室温常压条件下反应25-30分钟，其中步骤b产物与水合肼质量比为1∶10-12；蒸发除去反应液中未反应的肼和溶剂，得目标产物2-(N-咔唑基)-乙氧基碳酰肼。
2.按权利要求1的制备方法，其特征在于，步骤a的产物经正己烷重结晶纯化后再进行步骤b。
3.按权利要求1的制备方法，其特征在于，步骤b的产物经乙醚和二氯甲烷的混合溶剂重结晶纯化后再进行步骤c，其中乙醚和二氯甲烷的混合溶剂按体积比为3∶1。
4.按权利要求1的制备方法，其特征在于，步骤c的产物用乙醇重结晶纯化。
5.按权利要求1制备的2-(N-咔唑基)-乙氧基碳酰肼用作液相色谱衍生化试剂。
全文摘要
一种2－(N－咔唑基)－乙氧基碳酰肼的制备方法，以氢氧化钾为催化剂，在二甲基亚砜溶剂中，咔唑与2－溴乙醇反应得2－(N－咔唑基)－乙醇；2－(N－咔唑基)－乙醇在二氯甲烷溶液中与光气作用，搅拌反应24小时得产物2－(N－咔唑基)－乙基氯甲酸酯。经重结晶纯化反应产物，得2－(N－咔唑基)－乙基氯甲酸酯纯品，再与水合肼反应即得目标产物2－(N－咔唑基)－乙氧基碳酰肼。目标产物经重结晶纯化即可用于衍生化反应实验。
文档编号G01N30/00GK1810789SQ20051000626
公开日2006年8月2日 申请日期2005年1月27日 优先权日2005年1月27日
发明者张玉奎, 张琳, 张丽华, 张维冰 申请人:中国科学院大连化学物理研究所