[发明专利]一种吡唑并吡啶衍生物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及杂环化合物技术领域，具体属于一种吡唑并吡啶衍生物及其制备方法，以及该化合物在检测Hg²⁺中的应用。

背景技术

汞是一种毒性极强的重金属。在现代工业生产中，汞的用途非常广泛，例如有色金属的提取，汞灯、电极、科学仪器、以及药物的制造等。由于汞的挥发性导致其在自然界中普遍存在，严重危害人体健康。汞及其化合物可以通过皮肤、消化道或呼吸道直接进入人体，也可以通过食物链进入人体，从而毒害人的中枢神经系统、肾脏、口腔以及皮肤等。因此，Hg²⁺的定量检测在药品、食品、临床和环境检测方面是非常重要的。

目前，常用的Hg²⁺的检测方法有：分光光度法、原子发射光谱法、原子吸收光谱法、氢化物发生-原子荧光光谱法、X射线荧光光谱法、等离子体感应光谱谱法、电化学方法和荧光法等，其中荧光法由于具有操作简单、灵敏度高、能够实时、在线、原位检测等优点，从众多Hg²⁺检测方法中脱颖而出，成为目前被广泛采用的检测Hg²⁺的方法。在过去的几十年中，人们利用Hg²⁺的配位作用以及Hg²⁺参与的一些特殊反应，如诱导罗丹明内酰胺环开环反应、脱硫(硒)反应和加汞化反应等，设计合成了许多检测Hg²⁺的荧光探针。但是大多数文献报道的汞离子荧光探针存在制备方法繁琐、操作复杂、有时需要借助掩蔽剂消除干扰等缺点，因此，设计合成在环境生命体系中能高灵敏度、高选择性地检测汞离子的荧光探针，仍是该领域的研究热点。

发明内容

本发明的目的是提供一种吡唑并吡啶衍生物及其制备方法，该方法原料易得，制备方便。

本发明的另一目的是提供吡唑并吡啶衍生物的应用，将该化合物作为荧光探针定量检测Hg²⁺。

本发明提供的一种吡唑并吡啶衍生物，是2-(2-羟基异丙基)-吡唑并[1,5-a]吡啶-3-甲叉基丙二腈，其结构式为：

本发明提供的一种吡唑并吡啶衍生物的制备方法，是以1-氨基吡啶碘化物为起始原料，与4-羟基-4-甲基-2-戊炔酸甲酯反应得到2-(2-羟基异丙基)-吡唑并[1,5-a]吡啶-3-甲酸甲酯，然后经氢化铝锂还原，再经二氧化锰氧化得到2-(2-羟基异丙基)-吡唑并[1,5-a]吡啶-3-甲醛，再与丙二腈反应制得2-(2-羟基异丙基)-吡唑并[1,5-a]吡啶-3-甲叉基丙二腈，其制备过程的反应式如下：

本发明的制备方法的步骤如下：

(1)2-(2-羟基异丙基)-吡唑并[1,5-a]吡啶-3-甲酸甲酯的制备：将4-羟基-4-甲基-2-戊炔酸甲酯溶于丙酮中，然后加入等摩尔量的1－氨基吡啶碘化物和1.2倍摩尔量的碳酸钾，加热回流反应8小时，冷却，过滤掉碳酸钾，滤液减压浓缩，残留物柱色谱分离得2-(2-羟基异丙基)-吡唑并[1,5-a]吡啶-3-甲酸甲酯。

(2)2-(2-羟基异丙基)-吡唑并[1,5-a]吡啶-3-甲醛的制备：将2-(2-羟基异丙基)-吡唑并[1,5-a]吡啶-3-甲酸甲酯溶于四氢呋喃中，冰水浴冷却至0℃，分批加入等摩尔量的氢化铝锂，控制加料速度使反应体系的温度保持在0±2℃。加完后室温搅拌反应16小时。然后往反应体系中缓慢滴加水至没有气体产生为止，过滤，滤液减压浓缩得还原产物；将所得还原产物溶于乙腈中，加入3倍摩尔量的二氧化锰，加热回流反应12小时。冷却，抽滤掉二氧化锰，滤液减压浓缩，残留物柱色谱分离得2-(2-羟基异丙基)-吡唑并[1,5-a]吡啶-3-甲醛。

(3)将2-(2-羟基异丙基)-吡唑并[1,5-a]吡啶-3-甲醛和等摩尔量的丙二腈加到水中，再加入0.1倍摩尔量的1-甲基咪唑，室温搅拌反应12小时，过滤得2-(2-羟基异丙基)-吡唑并[1,5-a]吡啶-3-甲叉基丙二腈。

本发明的吡唑并吡啶衍生物可作为荧光探针在定量检测Hg²⁺中应用。

本发明提供的一种吡唑并吡啶衍生物定量检测Hg²⁺的方法，包括如下步骤：

(1)用乙腈配制1mM2-(2-羟基异丙基)-吡唑并[1,5-a]吡啶-3-甲叉基丙二腈的荧光探针储备液；用蒸馏水配制0.1mM的Hg²⁺溶液。