[发明专利]一种1,8-萘酰亚胺衍生物、其制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种荧光材料，具体涉及一种1,8-萘酰胺衍生物及其制备方法与应用，属于有机合成领域。

背景技术

金属离子广泛存在于水体、土壤等自然环境中，不能被生物降解，却能在食物链的生物放大作用下富集，最后进入人体，超过一定浓度后会对人体有害，甚至会严重威胁生命，其与生命科学、环境科学以及医学有着密不可分的联系，因此有效检测金属离子可以控制污染和预防诊断疾病，在分析化学中占有重要地位。迄今能够用于金属离子检测的方法有原子吸收/发射光谱、紫外/可见光发射光谱、离子选择电极、电感耦合等离子体质谱、溶出伏安法以及荧光探针法，其中荧光分子探针检测法不仅方法简便，而且在灵敏度、选择性、响应时间、原位测定以及利用光纤进行远距离检测方面均有突出优点，并且用样量少、具有实用价值而成为检测金属离子的重要手段。

荧光法检测金属离子的基本原理是基于受体分子对重金属离子的识别，荧光基团起信号转换作用，通过将受体分子的识别信息转换为光信号，并以荧光基团的物理性质表达，最终实现对重金属离子的检测。重金属离子荧光探针包含识别基团、荧光基团和连接基团三部分，1,8-萘酰亚胺结构光稳定性好、荧光强烈、荧光量子产率高、斯托克斯位移大以及容易修饰，是荧光探针的典型荧光基团。

另外，铁是人体必需的微量元素，缺铁引起的贫血是世界上最常见的营养缺乏症，但过量的铁，特别是Fe³⁺，对人体有毒，所以对Fe³⁺离子的分析检测非常必要。

2007年，Grabchev所在课题组设计合成了一个含有两个萘酰亚胺荧光团，二乙烯三胺为连接基，N,N-二甲基乙二胺为识别基团的Fe³⁺离子荧光增强型探针，但是由于Fe³⁺离子能使荧光增强6.3倍，Cr³⁺离子也能是荧光增强5.7倍，而导致此探针对Fe³⁺离子检测不准确；之后该课题组还用1,8-萘酰亚胺修饰树枝状聚(酰胺胺)和聚(丙烯亚胺)得到了一系列含有4～16个1,8-萘酰亚胺单元的荧光分子，并将其用于识别金属离子和质子，但是大多数荧光分子对金属离子缺乏好的选择性和灵敏度，荧光团的利用效率比较差；2008年，Hee报道了一个对Fe³⁺离子有较好选择性的比率荧光探针，但在探针与Fe³⁺离子摩尔比为大于1∶88之后才出现明显的新荧光峰，而此时原来的荧光已接近完全淬灭，导致该探针的灵敏性较差(参见：Desislava Staneva, Ivo Grabchev, Jean-Philippe Soumillion, Vladimir Bojinov. A new fluorosensor base on bis-1,8-naphthalimide for metal cations and protons. J.Photochem. Photobiol., A:Chem, 2007(189):192；Grabchev I, Dumas S, Chovelon JM, and Nedelcheva A. First generation poly(propyleneimine) dendrimers functionalized with 1,8-naphthalimide units as fluorescence sensors for metal cations and protons. Tetrahedron, 2008, 64(9):2113；Ivo Grabcheva, Paula Bosch, Mark McKenna, D.Staneva. A new colorimetric and fluorimetric sensor for metal cations based on poly(propylene amine)dendrimer modified with1,8-naphthalimide. Chemistry, 2009(201):75；Hee Jung, Narinder Singh, Doo Ok Jang. Highly Fe³⁺ selective ratiometric fluorescent probe base on imine-linked benzimidazole. Tetrahedron Letters, 2008(49):2960)。

同时，作为荧光分子探针，不仅要具有较好的荧光性能，而且要具有高选择性和高灵敏度，还需要能够适用于水相体系和较宽的pH值范围。