[发明专利]一种香豆素-硫杂杯[4]芳烃荧光试剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属有机合成和分析化学领域，具体地说是一种香豆素-硫杂杯[4]芳烃荧光试剂及其制备方法和应用。

背景技术

荧光探针是建立在分子识别和荧光技术两者有机结合的基础上，通过受体对特定客体选择性结合，用荧光信号表达分子结合信息，实现在分子水平上的原位实时检测。很多化学相关领域的离子、分子等被分析对象都可以通过荧光探针而实现检测。例如，H⁺、Li⁺、Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Hg²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺、A1³⁺和Cd²⁺、卤素离子、柠檬酸根、羧酸根、磷酸根、糖类、氨基酸、O₂、CO₂和NO等。荧光探针以其高度的灵敏性和专属性在分析化学、生物化学、环境科学、材料科学、医药等领域具有广泛的应用前景。

香豆素及其衍生物在许多领域有着广泛的应用。不仅具有生物活性，而且具备量子产率高、Stokes（斯托克斯）位移大、光化学稳定等优越的性质，被广泛用作激光染料，非线性发色团、荧光增白剂及荧光标记、分子探针等。香豆素衍生物的另一个特性是其光物理化学性质易于改造，通过在香豆素环上引入不同取代基，能够使其产生不同波长的荧光和光学性能，从而灵活的适应不同应用的需要。

杯芳烃是一类具有识别功能的主体化合物，其上、下沿及桥联基都能进行各种选择性功能化，得到不同的衍生物，作为荧光探针或识别单元已有大量研究。硫杂杯芳烃是一类由硫原子代替桥联亚甲基而得到的新型硫杂桥联杯芳烃。硫原子使芳香大环结构的刚性、极性都发生变化，形成有别于经典杯芳烃的构象，桥联硫原子对软酸类离子有良好亲和力，可作为新的配位作用位点而表现出良好的识别、亲和及分离能力，显现出有新颖特性。

锌是继铁之后人体内含量最丰富的过渡金属离子，是许多生物过程如大脑功能和病理学、基因转录、免疫功能和哺乳动物繁殖中的重要辅助因子。锌还参与病理过程，如阿尔茨海默氏症、癫痫、缺血性中风和婴儿腹泻等。尽管大多数生物组织中锌离子或是被紧密地绑定于蛋白、或游离、或螯合等多种形态存在。荧光传感器的主要目标是对出现在人体各种组织中，包括大脑、肠道、胰腺和视网膜的锌离子的检测。到目前为止，对锌离子的荧光传感器已经成功应用在活体细胞、海马切片的锌离子荧光成像。

化学传感器作为选择性检测生物学上重要的阴离子发挥了独特的作用。众所周知，少量的氟化物存在于生物体液、组织，特别是在骨骼和牙齿。然而，过量氟离子导致氟中毒、抑制甲状腺活动、骨疾病和破坏免疫系统等疾病发生。开发结构简单、合成方法简便、价格低廉、灵敏度和选择性优越的氟离子荧光探针试剂在很多相关领域具有应用价值。

发明内容

本发明的目的在于合成一种高灵敏、高选择性的同时检测微量氟离子和锌离子的双功能荧光探针试剂，研究合成方法并应用于微量氟离子和锌离子的同时测定。

本发明一种香豆素-硫杂杯[4]芳烃荧光试剂是以硫杂杯[4]芳烃为平台分子，通过分步反应，分别在杯芳烃的下沿1,3-位连接两个香豆素荧光基团，2,4-位连接两个甲氧基乙基，制备得到一种香豆素-硫杂杯[4]芳烃荧光试剂，化学名称为1,3-交替-5,11,17,23-四叔丁基-25,27-二[（7-羟基-8-香豆素亚氨基）乙氧基]-26,28-二（2-甲氧基乙氧基）硫杂杯[4]；化合物的化学结构式为：

分子式：C₇₀H₇₈N₂O₁₂S₄

分子量：1266.44

熔  点：226~228 ℃

溶解性：溶于二氯甲烷、三氯甲烷、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜等，微溶于乙腈

光谱性质：在乙腈溶液中的荧光激发波长是385nm，发射波长是454nm，紫外-可见吸收波长是280nm、350 nm及425nm；在N，N-二甲基甲酰胺溶液中的荧光激发波长是365nm，发射波长是450nm，紫外吸收波长是284nm、354 nm及420nm。