[发明专利]基于N,N-二(2-吡啶甲基)胺(DPA)的方酸菁探针及其制备方法和应用

说明书

本发明属于化学分析测试领域，具体涉及一种基于N,N‑二(2‑吡啶甲基)胺(DPA)的方酸菁探针及其制备方法和应用。先将苯并甲吲哚半方酸化合物和5‑羧基‑2,3,3‑三甲基‑1‑乙基‑3H‑吲哚，以正丁醇和甲苯作为混合溶剂，在氮气的保护下加热回流。随后将产物和N,N‑二(2‑吡啶甲基)胺(DPA)与N,N'‑二环己基碳二亚胺(DCC)以及4‑二甲氨基吡啶(DMAP)在常温下反应，所得粗品通过薄层色谱法分离，得到最终产物。本发明得到的近红外方酸菁探针具有优良的光学性能和离子选择性，有利于对铜离子的检测。

技术领域

本发明属于化学分析测试领域，具体涉及一种基于N,N-二(2-吡啶甲基)胺(DPA)的方酸菁探针及其制备方法和应用。

背景技术

设计与合成对铜离子具有选择性识别功能的化学传感器近年来备受关注，已经成为化学科学、环境科学和生命科学等领域的研究热点。常见的铜离子检测方法有原子吸收光谱法、离子选择性电极法、示波极谱法等。但是，原子吸收光谱法不能多元素同时分析，对难溶元素的灵敏度不高，精密度比分光光度法差。离子选择性电极法选择性差，溶液的pH要求严格。示波极谱法的灵敏度不高，检测限不够好。因此，急需快速简便、灵敏度好的检测铜离子的试剂和方法

发明内容

本发明提供了一种基于N,N-二(2-吡啶甲基)胺(DPA)的方酸菁探针，该探针的结构式为

本发明还提供了一种上述染料探针的制备方法：

(1)将苯并甲吲哚半方酸化合物(中间体1)和5-羧基-2,3,3-三甲基-1-乙基-3H-吲哚(中间体2)(中间体1和中间体2的摩尔当量比为1:1)，在正丁醇和甲苯做溶剂(体积比为1:1)，氮气保护的情况下110～120℃加热4～6小时，反应结束后除去溶剂，用展开剂(体积比为：二氯甲烷：甲醇＝10:1)过硅胶柱，得到蓝色固体；

(2)将步骤(1)中得到的蓝色固体(中间体3)与N,N-二(2-吡啶甲基)胺(DPA)按1:2～1:6的摩尔当量比在4-二甲氨基吡啶(DMAP)的二氯甲烷溶液中搅拌1小时，最后加入N,N'-二环己基碳二亚胺(DCC)常温反应20～24个小时，最后通过薄层色谱法(展开剂极性体积比：二氯甲烷：甲醇＝30:1)提纯得到最终产品4。

其中，N,N'-二环己基碳二亚胺(DCC)和4-二甲氨基吡啶(DMAP)的加入量分别为1.2～1.5和1.5～2.0个当量。

以上制备方法的化学反应为：

本发明还提供了一种上述染料探针的应用：所制备的基于DPA的方酸菁探针可在乙腈溶液体系中快速简便、选择性高的识别Cu²⁺。

本探针中采用了5-羧基-2,3,3-三甲基-1-乙基-3H-吲哚作为分子内电子的给体，增大了分子的共轭，有利于电子在分子内的传导，构建了方酸菁类的荧光基团3，当特异性的能够识别Cu²⁺的DPA与化合物中间体3通过酰胺键链接后，形成了最终方酸菁探针。它在识别Cu²⁺后，荧光淬灭，而对于其他离子没有相同的效果，从而达到了检测Cu²⁺的目的。

所制备的探针的结构中，N,N-二(2-吡啶甲基)胺(DPA)是典型的PET机理化学传感器的受体。DPA亚氨上的N原子和两个吡啶环形成一个配位中心，对金属离子具有较强的配位作用，是一个良好的金属离子识别基团。同时，区别于单纯的DPA离子靶向受体，本发明中的探针是由带有羧酸官能团的荧光基团3与氨基修修饰的DPA通过酰胺键生成的方式获得。酰胺键上的羰基能够额外提供更强的氢键作用，可与吡啶环上的氮原子一起参与对金属离子的络合。

本发明的有益效果在于：