技术领域本发明涉及一种基于香豆素类结构的苯硫酚荧光探针的制备及其对苯硫酚的选择性荧光检测，属于有机小分子荧光探针领域。
背景技术：
苯硫酚是一种高毒性硫醇类污染物，被广泛的应用于化工产品的生产中。其对鱼类的半致死浓度为0.01mM-0.4mM，人体接触苯硫酚液体或者气体都将导致严重的中枢神经系统损害以及其他相关系统的伤害，包括呼吸急促、肌肉虚弱、恶心呕吐、昏迷甚至死亡。而一些脂肪族硫醇在有机生命体中发挥重要作用。因此，发明一种能够选择性的区分苯硫酚和脂肪族硫醇的方法具有重要意义。荧光探针检测法具有操作简单、高灵敏度、高选择性的优点，已经受到广泛关注。目前已报道的大多数荧光探针存在选择性差、反应慢等缺点，比如Kand,D.;Mandal,P.S.;Saha,T.;Talukdar,P.RSCAdv.2014,4,59579-59586.和Liu,X.L.;Duan,X.Y.;Du,X.J.;Song,Q.H.Chem.Asian.J.2012,7,2696-2702等。所以开发高选择性、反应迅速的苯硫酚荧光探针具有重要价值。
技术实现要素：
一种基于7-二乙氨基-3-羟基香豆素类的苯硫酚荧光探针，其结构如下。该探针的制备方法如下：以7-二乙氨基-3-羟基香豆素、2,4-二硝基氟苯为原料，在有机溶剂中经碱催化合成探针1。其中7-二乙氨基-3-羟基香豆素与2,4-二硝基氟苯的摩尔比为1:1～1:2；溶剂选用二氯甲烷或乙腈；催化剂选用三乙胺或碳酸钾；反应温度为室温；反应时间为4～6小时。反应方程式本发明的苯硫酚荧光探针具有以下显著优点：（1）具有新颖的结构；（2）可以在缓冲体系中特异性地检测苯硫酚；(3)检测限低(仅为27nM)、Stokes位移较大（98nm）；（3）与苯硫酚反应表现为荧光增强，可以对苯硫酚进行定性定量检测；（4）该制备方法原料易得，产品易于分离、纯化。附图说明图1为实施例1制得的荧光探针1的DMF/HEPES（10mM,pH=7.4）溶液(DMF:HEPES=7:3,探针浓度为10μM)及探针溶液与各种分析物混合后10min时的荧光发射图谱（苯硫酚浓度为60μM；其他分析物浓度为200μM，包括氟化钾、氯化钠、溴化钾、碘化钾、碳酸钠、氰化钠、亚硝酸钠、硝酸钠、醋酸钠、硫化钠、硫氰酸钾、亚硫酸钠、硫酸钠、硫代硫酸钠、连二亚硫酸钠、磷酸氢二钠、双氧水、巯基乙酸、乙硫醇、戊硫醇、高半胱氨酸、半胱氨酸、谷胱甘肽、甘氨酸、丙氨酸、苯酚），纵坐标表示荧光强度，横坐标表示波长。图2为实施例1制得的荧光探针1的DMF/HEPES（10mM,pH=7.4）溶液(DMF:HEPES=7:3,探针浓度为10μM)对不同分析物（氟化钾、氯化钠、溴化钾、碘化钾、碳酸钠、氰化钠、亚硝酸钠、硝酸钠、醋酸钠、硫化钠、硫氰酸钾、亚硫酸钠、硫酸钠、硫代硫酸钠、连二亚硫酸钠、磷酸氢二钠、双氧水、巯基乙酸、乙硫醇、戊硫醇、高半胱氨酸、半胱氨酸、谷胱甘肽、甘氨酸、丙氨酸，苯酚、苯硫酚、其中苯硫酚的浓度为60μM，其他分析物浓度为200μM）在483nm处的溶液荧光强度对比图，激发波长为385nm。在图2中，纵坐标表示荧光强度，横坐标表示不同分析物；左起第一个柱表示不加任何分析物；后面每组柱左边表示只有该被分析物存在下的溶液荧光强度，右边表示该被分析物和苯硫酚同时存在下的溶液荧光强度；最后一个柱表示苯硫酚存在时溶液的荧光强度。图3为不同浓度的苯硫酚加到探针1的DMF/HEPES（10mM,pH=7.4）(DMF:HEPES=7:3,探针浓度为10μM)溶液后，溶液在483nm处荧光强度随时间的变化图，纵坐标表示荧光强度，横坐标表示时间。图4为实施例1制得的荧光探针1的DMF/HEPES（10mM,pH=7.4）(DMF:HEPES=7:3,探针浓度为10μM)溶液，加入不同浓度的苯硫酚后10min时荧光响应光谱图，其中苯硫酚的浓度为0～400μM，纵坐标表示荧光强度，横坐标表示波长。图5为图4中483nm处的溶液荧光强度随着苯硫酚浓度（0～60μM）变化的散点图，纵坐标表示荧光强度，横坐标表示苯硫酚浓度。图6为实施例1制得的荧光探针1的DMF/HEPES（10mM）(DMF:HEPES=7:3,探针浓度为10μM)溶液在不同pH条件与60μM苯硫酚作用10min后，在483nm处的荧光强度变化图，纵坐标表示荧光强度，横坐标表示pH。具体实施方式7-二乙氨基-3-羟基香豆素类结构的苯硫酚荧光探针的合成：实施例1：将100.0mg(0.43mmol)7-二乙氨基-3-羟基香豆素溶于3ml无水乙腈中，加入0.12mL（0.86mmol）三乙胺、114.4mg(0.43mmol)2,4-二硝基氟苯，氮气保护，室温反应，TLC跟踪反应，4小时反应完全，乙酸乙酯萃取，有机相用无水硫酸钠干燥，过滤，减压除溶剂，硅胶柱层析分离提纯得150.2mg红棕色固体，收率87.5%。1HNMR(400MHz,CDCl3):δ8.88(s,1H),8.35(d,J=9.2Hz,1H),7.63(s,1H),7.32(d,J=8.8Hz,1H),7.15(d,J=9.2Hz,1H),6.71(d,J=8.4Hz,1H),6.59(s,1H),3.45(q,J=7.2Hz,4H),1.24(t,J=7.2Hz,6H).13CNMR(100Hz,DMSO):δ156.59,154.78,154.32,150.48,141.49,138.39,133.35,131.65,129.52,129.09,121.57,118.41,109.67,106.46,96.74,44.09,12.24.HRMS(ESI)(C19H18N3O7)m/z:calculatedfor[M+H]+:400.1145.Found[M+H]+:400.1147.实施例2：将100.0mg(0.43mmol)7-二乙氨基-3-羟基香豆素溶于3ml无水二氯甲烷中，加入118.6mg（0.86mmol）K2CO3、114.4mg(0.43mmol)2,4-二硝基氟苯，氮气保护，室温反应，TLC跟踪反应，5小时反应完全，乙酸乙酯萃取，有机相用无水硫酸钠干燥，过滤，减压除溶剂，硅胶柱层析分离提纯得128mg红棕色固体，收率73.4%。实施例3：将100.0mg(0.43mmol)7-二乙氨基-3-羟基香豆素溶于3ml无水乙腈中，加入0.12mL（0.86mmol）Et3N、114.4mg(0.43mmol)2,4-二硝基氟苯，氮气保护，室温反应，TLC跟踪反应，4小时反应完全，乙酸乙酯萃取，有机相用无水硫酸钠干燥，过滤，减压除溶剂，硅胶柱层析分离提纯得139mg红棕色固体，收率80.1%。实施例4：将100.0mg(0.43mmol)7-二乙氨基-3-羟基香豆素溶于3ml无水乙腈中，加入0.36mL（1.29mmol）Et3N、171.6mg(0.65mmol)2,4-二硝基氟苯，氮气保护，室温反应，TLC跟踪反应，4小时反应完全，乙酸乙酯萃取，有机相用无水硫酸钠干燥，过滤，减压除溶剂，硅胶柱层析分离提纯得146mg红棕色固体，收率84.1%。实施例5：将100.0mg(0.43mmol)7-二乙氨基-3-羟基香豆素溶于3ml无水乙腈中，加入0.12mL（0.86mmol）Et3N、114.4mg(0.43mmol)2,4-二硝基氟苯，氮气保护，室温反应，TLC跟踪反应，6小时反应完全，乙酸乙酯萃取，有机相用无水硫酸钠干燥，过滤，减压除溶剂，硅胶柱层析分离提纯得148mg红棕色固体，收率85.3%。实施例6：7-二乙氨基-3-羟基香豆素类结构的苯硫酚荧光探针1对苯硫酚的光物理检测应用研究将实施例1制备的基于7-二乙氨基-3-羟基香豆素类结构的苯硫酚荧光探针1溶于乙腈中，配制成浓度为1mM的储备液，然后用DMF/HEPES（10mM,pH=7.4）(DMF:HEPES=7:3)配制浓度为10μM探针测试溶液。7-二乙氨基-3-羟基香豆素类的苯硫酚荧光探针在385nm激发下，483nm处有较弱的荧光发射，当向探针溶液中加入苯硫酚时，荧光强度明显增强，Stokes位移达到98nm；苯硫酚加入量在0～60μM内，探针在483nm处的荧光强度与苯硫酚浓度成较好的线性，且检测限仅为27nM；加入其他常见被分析物后，没有引起探针溶液的荧光强度显著变化；当其他被分析物存在时，不影响该探针对苯硫酚的响应。由图1、图2所示，荧光探针1对苯硫酚有很高的选择性。探针1的溶液加入苯硫酚后荧光强度明显增强，且荧光强度不受氟化钾、氯化钠、溴化钾、碘化钾、碳酸钠、氰化钠、亚硝酸钠、硝酸钠、醋酸钠、硫化钠、硫氰酸钾、亚硫酸钠、硫酸钠、硫代硫酸钠、连二亚硫酸钠、磷酸氢二钠、双氧水、巯基乙酸、乙硫醇、戊硫醇、高半胱氨酸、半胱氨酸、谷胱甘肽、甘氨酸、丙氨酸，苯酚的影响。由图3可知，不同浓度的苯硫酚加到10探针溶液时，溶液的荧光强度都会随着时间的延长而增加,高浓度的苯硫酚增加的快，低浓度的增加的慢。由图4、图5可知，探针浓度为10μM时，随着苯硫酚浓度增大，荧光强度逐渐增大；当苯硫酚加入量在0～60μM内时，探针在483nm处的荧光强度与苯硫酚浓度成较好的线性；本发明的荧光探针对苯硫酚的检测限非常低，仅为27nM。由图6可知，该探针对苯硫酚的检测具有较广的pH范围。由此得出结论，本发明制备的基于7-二乙氨基-3-羟基香豆素类结构的苯硫酚荧光探针对苯硫酚具有很高的选择性和灵敏性，且可用于苯硫酚的定性定量检测。