一种荧光化合物及基于该荧光化合物的荧光探针和可视化试纸的制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于荧光化合物的制备及其荧光探针制备技术领域，具体涉及一种荧光化 合物及基于该荧光化合物的荧光探针和可视化试纸的制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 化学战剂（chemical warfare agents-CWAs)是指用于战争目的、能大规模地毒害 或杀伤敌方人畜和植物的各种化学物质。因其易于生产、毒性强、杀伤力大、杀伤范围广、毒 效持久等特点，曾在两次世界大战和某些局部战争中被作为大规模杀伤性武器使用，不仅 造成人员与动物大量死亡，导致大面积染毒区和毒剂云团传播带的形成，而且还会在随后 很长时间内影响土壤、水源和其他设施的利用，给人们的生命安全和环境生态带来极大的 威胁。按照毒理作用不同，化学战剂可分为神经性毒剂、糜烂性毒剂、全身中毒性毒剂、窒 息性毒剂和失能性毒剂等，而在所有化学战剂中，毒性最强、作用最快、杀伤力最大的当数 神经性毒剂。神经性毒剂是一类有机磷酸酯化合物，按照化学结构和战术使用特点可将其 分为G类毒剂和V类毒剂，前者包括沙林（Sarin，GB)、索曼（Soman，⑶)、塔崩（Tabun，GA) 等，以呼吸道为主要中毒途径，后者主要为VX，以皮肤吸收为主要中毒途径。由于沙林、索 曼和塔崩等毒剂的致死剂量较之糜烂性毒剂、窒息性毒剂和全身中毒性毒剂要小成百上千 倍，以很少的量就可以产生极大的危害，因此成为恐怖主义者最常使用的化学武器。基于上 述事实，发展低成本、实时快速、准确可靠的神经毒剂分析检测方法对于预防犯罪、保护人 们生命财产安全、落实禁止使用化学战剂国际公约无疑具有重要的意义。
[0003] 基于神经毒剂检测的重要性，到目前为止，人们已经发展了各种各样的检测技术 或方法。光声、质谱、毛细管电泳、电学传感、生物传感、离子迀移光谱、核磁共振等技术或方 法都已被成功用于化学战剂的检测识别。然而，这些方法往往存在操作繁琐、高成本、灵敏 度不够、选择性差、不易携带等不足，难以获得推广使用。相比而言，荧光传感由于具有灵敏 度高、选择性好、可采集信号丰富、价格相对低廉而受到人们特别的关注。事实上，近年来探 针对神经毒剂的灵敏检测，荧光传感技术不断涌现，充分说明了荧光技术的独特优势。
[0004] 科学研宄发现，氨基、羟基以及肟等功能基团可以与神经毒剂发生特异作用，从而 被作为捕获单元用于荧光传感分子的设计。与此同时，寡聚苯炔及其衍生物除了具有高的 荧光量子产率外，还兼具共轭高分子的"分子导线"、"超级淬灭"和多环芳烃的易于化学修 饰特点，因此作为核心结构用于荧光传感分子的设计。但是，寡聚苯炔的大JT结构特点使 其因 JT-JT堆积而难以溶解，从而影响其加工和使用性能。
【发明内容】
[0005] 为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明目的在于拟提供一种荧光化合物及基 于该荧光化合物的荧光探针和可视化试纸的制备方法和应用，该荧光化合物的制备方法操 作简单、稳定性好，经该荧光化合物制得的荧光探针和可视化试纸能够实现对沙林毒气及 其模拟物的高灵敏选择性检测。
[0006] 本发明所要解决的技术问题，通过以下技术方案来实现：
[0007] -种荧光化合物，其特征在于，该荧光化合物的结构式如下：
[0008]
[0009]其中，η = 4、5、6、7、8、9、10 或 12。
[0010] 一种荧光化合物的制备方法，包括以下步骤：
[0011] 1)制备化合物1
[0012] 在氩气保护下，向对甲氧基苯的醋酸溶液中分别加入碘、碘酸钾以及质量分数 9%~12%的浓硫酸水溶液，在70~80°C下反应8~12小时，然后将反应液转移至硫代硫 酸钠饱和溶液中充分搅拌后抽滤，再经乙醇淋洗、干燥，制得化合物1 ;
[0013] 2)制备化合物2
[0014] 在氩气保护下，将化合物1溶解于二氯甲烷，并在_78°C条件下，向反应体系中滴 加三溴化硼，然后室温搅拌反应14~18小时，然后将反应液转移至冰水混合物体系中充分 搅拌，再经抽滤、干燥，制得化合物2 ;
[0015] 3)制备化合物3
[0016] 在氩气保护下，将胆固醇（胆酸）、二溴取代直链烷烃及氢氧化钾溶解于无水四氢 呋喃中，于70~80°C下反应18~24小时，然后旋转蒸发除去溶剂，将浸膏水洗至中性后用 甲醇重结晶，再用二氯甲烷-石油醚体系进行柱色谱分离，制得化合物3 ;
[0017] 4)制备化合物4
[0018] 在氩气保护下，将化合物2、化合物3、无水碳酸钾溶解于无水N，N-二甲基甲酰胺 中，于140~160°C下反应18~24小时，然后将反应液倒入水中析出沉淀，再经抽滤、干燥， 将得到的干燥物用二氯甲烷-石油醚体系进行柱色谱分离，制得化合物4 ;
[0019] 5)制备化合物5
[0020] 在氩气保护下，将化合物4、对乙炔基苯甲醛、碘化亚铜、四苯基磷钯溶解于无水二 异丙胺和无水甲苯中，于65~75°C下反应14~18小时，冷却至室温后用饱和食盐水洗后 再用二氯甲烷萃取，然后将有机相旋转蒸发除去溶剂，得到棕色油状物，将棕色油状物用丙 酮重结晶得到黄色固体，将该黄色固体用二氯甲烷-甲醇体系进行柱色谱分离，得到黄绿 色固体，即化合物5 ;
[0021] 6)制备化合物6
[0022] 在氩气保护下，将化合物5和丙胺溶解于二氯甲烷中，于40~50°C反应20~24小 时，自然冷却至室温后向反应体系中加入硼氢化钠，继续搅拌反应1~5小时，将反应液旋 转蒸发除去溶剂后，用饱和食盐水洗，再用二氯甲烷萃取，收集有机相，经无水MgSO4干燥、 旋转蒸发除去溶剂，最后用二氯甲烷-甲醇体系进行柱色谱分离，制得到浅黄色固体，即化 合物6 ;
[0023] 7)制备化合物7
[0024] 将8-羟基喹啉溶解于37 %甲醛溶液中，室温搅拌反应5-20分钟，冰浴条件下向反 应体系中滴加浓盐酸，滴加完毕后向体系中通氯化氢气体2-3小时，然后室温搅拌反应5~ 8小时，反应结束后，经静置、抽滤、淋洗及干燥处理，得到黄绿色粉末状固体，即化合物7 ;
[0025] 8)制备目标产物
[0026] 在氩气保护下，将化合物6、化合物7和无水碳酸钾溶解于二氯甲烷中，于40~ 50°C反应20~24小时，冷却至室温后旋转蒸发除去溶剂，经饱和食盐水洗后用二氯甲烷萃 取，收集有机相，用无水1 8304干燥处理，再经旋转蒸发除去溶剂，干燥，得到浅黄色固体，即 目标产物荧光化合物。
[0027] 步骤1)中对甲氧基苯、碘、碘酸钾、醋酸和浓硫酸的摩尔比为I :(0.8~1.2): (0· 2 ~0· 5) : (80 ~100) : (2 ~3);
[0028] 步骤2)中化合物1、三溴化硼和二氯甲烷的摩尔比为1: (2~4) : (40~50);
[0029] 步骤3)中胆固醇（胆酸）、二溴取代直链烷烃、氢氧化钾和四氢呋喃的摩尔比为 1: (4 ~6) : (3 ~7) : (40 ~50);
[0030] 步骤4)中化合物2、化合物3、无水碳酸钾和N，N-二甲基甲酰胺的摩尔比为 1: (2 ~3) : (30 ~40) : (280 ~285);
[0031] 步骤5)中化合物4、对乙炔基苯甲醛、碘化亚铜、四苯基磷钯、无水二异丙胺和无 水甲苯的摩尔比为 1: (2 ~4) : (0· 04 ~0· 06) : (0· 04 ~0· 06) : (50 ~60) : (130 ~140);
[0032] 步骤6)中化合物5、丙胺、硼氢化钠和二氯甲烷的摩尔比为1: (5~15) : (7~ 9) :(400 ~430);
[0033] 步骤7)中8-羟基喹啉、甲醛和浓盐酸的摩尔比为1: (2~5) : (7~8);步骤7) 中静置时间为2~3h，淋洗分别用乙醇和乙醚各淋洗三次；
[0034] 步骤8)中化合物6、化合物7和无水碳酸钾的摩尔比为1: (2~3) : (12~15)。
[0035] 步骤3)中所述的二氯甲烷-石油醚体系中二氯甲烷：石油醚=1:1 (体积比）；且 所述二溴取代直链烷烃的结构式如下式：
[0036] 其中 η = 4、5、6、7、8、9、10 或 12。
[0037] 步骤4)中所述的二氯甲烷-石油醚体系中二氯甲烷：石油醚=3:2(体积比）。
[0038] 步骤5)中所述的二氯甲烷-甲醇体系中二氯甲烷：甲醇=100:1(体积比）。
[0039] 步骤6)中二氯甲烷-甲醇体系中二氯甲烷：甲醇=50: U体积比）。
[0040] 采用本发明公开的荧光化合物制备荧光探针的方法，包括以下步骤：
[0041] 1)将荧光化合物溶解在四氢呋喃中，制备成0. 1761mg/mL的储备液；
[0042] 2)按每50 μ L储备液加入4950 μ L二次水的用量，将储备液配制成二次水溶液，于 室温放置2小时，制得荧光探针。
[0043] 本发明还公开了荧光探针在检测沙林毒气及其模拟物中的应用。
[0044] 采用本发明公开的荧光化合物制备对沙林毒气及其模拟物传感的可视化试纸的 方法，包括以下步骤：
[0045] 1)将荧光化合物溶解在四氢呋喃中，制备成0. 1761~I. 761mg/mL的储备液；
[0046] 2)将10~50 μ L储备液滴涂于滤纸上，自然晾干，制得可视化试纸。
[0047] 与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
[0048] 本发明公开了一种荧光化合物，该化合物中含有胆固醇或胆酸片段和8-羟基喹 啉片段，胆固醇因其特有的刚性骨架结构、多手性中心以及强的范德