[发明专利]4,4’-二正丁基-5,5’-二(4-吡啶基)-2,2’-双噻唑及其制法和对铁离子的荧光传感与生物应用

说明书

技术领域

本发明涉及4,4’二正丁基-5,5’-二(4-吡啶基)-2,2’-双噻唑化合物及其在铁离子荧光传感与生物中的应用。 

背景技术

近年来，由于荧光探针具有高选择性、高灵敏度、应用范围广等优点，因而得到广泛的关注。研究人员在荧光传感方面取得了显著的进步，运用荧光传感器已经能够成功检测部分阳离子、阴离子、生物小分子等。 

铁离子是哺乳动物中含量最丰富的离子，在体内生物过程中扮演着重要的作用。其中，三价铁离子（Fe³⁺）作为人体基本的金属离子，在细胞中线粒体呼吸链中，既承担了血红素的供氧，又辅助了许多生物酶的反应。维持Fe³⁺在正常水平非常重要，因为Fe³⁺过量或者缺乏都会引起生物体系统混乱。不过，Fe³⁺在溶液中表现出顺磁性的性质，易导致荧光猝灭，是效果最好的荧光猝灭剂之一，因而利用Fe³⁺结合荧光团使荧光增强是一项富有挑战性的研究课题。 

在已有的研究与报道中，关于Fe³⁺螯合荧光增强的探针非常少。此外，在这些荧光探针中，很少将探针用于细胞成像。 

2,2’-双噻唑具有良好的配位能力，常被用做双齿螯合配体和过渡金属离子作用形成配合物而受到广泛研究。但是，目前还没有一例将2,2’-双噻唑衍生物用于过渡金属离子荧光传感。 

发明内容

本发明人在已有工作基础上（(a)B.Hu,S.Fu,F.Xu,T.Tao,H.Zhu,K.Cao,W. Huang and X.You,J. Org.Chem.2011,76,4444-4456;(b)K.Araki,H.Endo,G. Masuda and T. Ogawa,Chem.Eur.J.2004,10,3331-3340;(c)W. Huang,H.Tanaka and T.Ogawa,J.Phys. Chem.C2008,112,11513-11526;(d)W. Huang,L.Wang,H.Tanaka and T.Ogawa,Eur.J.  Inorg.Chem.2009,1321-1330;(e)B.Zhang,K.Cao,Z.Xu,Z.Yang,H.Chen,W. Huang,G. Yin,X.You,Eur. J. Inorg.Chem.,2012,3844-3851.），设计并合成了一种以联二噻唑联二吡啶化合物（4,4’-正丁基-5,5’-(4-吡啶基)-2,2’双噻唑：2Py2TZ）为基的铁离子荧光传感器。 

本发明的技术方案如下： 

一种2,2’-双噻唑化合物，它是4,4′-二正丁基-5,5′-二(4-吡啶基)-2,2′-双噻唑，它具有如下结构： 

一种制备上述2,2’-双噻唑化合物方法，它是在氩气保护下，在三颈瓶中加入4,4′-二正丁基-5,5′-二溴-2,2′-双噻唑（2Br2TZ）、4-吡啶硼酸、Pd(PPh₃)₄和Cs₂CO₃，其中它们的物质的量之比为：4,4′-二正丁基-5,5’-二溴-2,2′-双噻唑:4-吡啶硼酸:Pd(PPh₃)₄:Cs₂CO₃=2.5:6:0.1:8，将它们溶于50mL二氧六环和5mL水中，混合物加热回流48小时，冷至室温，加入100mL氯仿，提取有机相，饱和食盐水洗涤，无水MgSO₄干燥，旋转蒸发除去溶剂，所得残留物用氯仿柱层析提纯，最后得到黄色固体4,4′-二正丁基-5,5′-二(4-吡啶基)-2,2′-双噻唑（2Py2TZ）。