[发明专利]杯芳烃硼酸衍生物、制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种杯芳烃硼酸衍生物、制备方法和及其应用。

背景技术

随着现代社会的快速发展，人类的生存环境发生了很大的改变，与之相关的疾病也不断涌现。虽然科技与经济发展的同时，各类传染病及感染性疾病得到有效控制，但糖尿病已成为一种终身的慢性疾病，并可引起多种并发症。全世界已有3.5亿人患有糖尿病。检测血糖浓度是诊断糖尿病主要标准，而荧光分析法快速、灵敏度高、选择性好及简便等优点以使它近年来在痕量分析领域得到广泛的应用，于是寻求高效、简便的血糖检测方法是研究者们努力的方向。

糖类是自然界中分布广泛的一类重要的有机化合物，是一切生命体维持生命活动所需能量的主要来源。一般由碳、氢与氧三种元素组成，是多羟基的醛或多羟基的酮。而在人体中，糖类只有分解为单糖才能被吸收。

硼酸基是一类很重要的通过生成稳定的环内酯而实现检测与识别糖类的基团。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对D-葡萄糖、D-果糖、D-甘露糖和D-半乳糖有识别能力和结合能力的杯芳烃硼酸衍生物、制备方法和及其应用，并研究该杯芳烃硼酸衍生物作为荧光探针用于糖含量检测和识别的可能性。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明提出的一种杯芳烃硼酸衍生物，所述衍生物的化学式为C₄₂H₄₀O₈N₂B₂，以2-甲酰基苯硼酸为辅配体，5,17-二-胺基-25,26,27,28-四羟基杯[4]芳烃为主配体，其结构式如下：

。

本发明提出的杯芳烃硼酸衍生物的制备方法，具体步骤如下：

（1）合成5,17-二-胺基-25,26,27,28-四羟基杯[4]芳烃，得到砖红色粉末；

（2）将步骤（1）处理得到的粗产品0.4870 mmol和2-甲酰基苯硼酸1.1360 mmol，溶于63.9 mL无水甲醇和冰醋酸中，无水甲醇和冰醋酸的体积比例为70:1，水浴加热，温度控制在60~70°C，在搅拌下回流7~8 h后，旋转蒸发除去甲醇和醋酸，得红褐色粉末；

（3）三颈烧瓶中加入步骤（2）所得全部粗产物，再加入75 mL无水甲醇和6倍于理想产物的硼氢化钠2.8237 mmol，温度控制在40~50°C，搅拌回流6~7 h，再在室温下搅拌反应10 h，取出在自然环境下挥发甲醇和水，得浅黄色粉末状粗产物；

（4）将步骤（3）处理得到的粗产品用硅胶层析柱分离，然后旋干洗脱剂，得到粉末状产物即为产品。

本发明提出的杯芳烃硼酸衍生物的应用，该衍生物对D-葡萄糖、D-果糖、D-甘露糖和D-半乳糖都有识别作用和结合作用。

本发明中，通过荧光光谱对四种单糖有荧光增强现象，说明所述的杯芳烃硼酸衍生物能与单糖发生结合作用。

本发明中，通过计算衍生物与四种单糖检测限的不同，说明衍生物对四种单糖有识别作用。

本发明中，通过计算衍生物与四种单糖检测限的不同，说明该衍生物对D-果糖的选择识别性相对最高。

本发明进行了氢谱（¹H NMR）和电喷雾质谱（ES-MS）表征。利用荧光光谱手段检测了所设计合成的杯芳烃硼酸衍生物对四种单糖结合能力和识别能力。

本发明的有益效果在于：

1. 结构上是新的杯芳烃硼酸衍生物，其硼酸基易于与糖类结合生成环内酯；2. 杯芳烃与硼酸基的键合与利用荧光光谱方法探讨杯芳烃硼酸衍生物与糖类的作用，这类的研究很少，因此丰富并拓宽了这一领域；3.该衍生物与四种单糖的检测限是不同的，说明具有识别糖类的功能；4. 潜在的高选择性的荧光探针。

附图说明

图1是本发明所获取的在NaCl离子缓冲剂溶液中，不同浓度的衍生物与定量D-葡萄糖作用的荧光光谱图；

图2是本发明所获取的在NaCl离子缓冲剂溶液中，不同pH值下的定量衍生物与定量D-葡萄糖作用的荧光光谱图；（a） 试剂空白；（b） 衍生物与D-葡萄糖的结合物；

图3是本发明所获取的在NaCl离子缓冲剂溶液中，该衍生物与不同浓度D-葡萄糖作用的荧光光谱图；

图4是本发明所获取的在NaCl离子缓冲剂溶液中，该衍生物与不同浓度D-果糖作用的荧光光谱图；

图5是本发明所获取的在NaCl离子缓冲剂溶液中，该衍生物与不同浓度D-甘露糖作用的荧光光谱图；