[发明专利]一种丙二腈衍生物类近红外硫化氢荧光探针及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种丙二腈衍生物类近红外硫化氢荧光探针及其制备方法与应用，该探针的结构如式I所示。先将异佛尔酮、丙二腈、哌啶混合，在惰性气体保护下加热回流，提纯，然后将得到的纯品、对羟基苯甲醛、哌啶混合，在惰性气体保护下加热回流，提纯，再将得到的纯品、乌洛托品、三氟乙酸混合，在惰性气体保护下加热回流，提纯，最后将得到的纯品、2,4‑二硝基苯磺酰氯、三乙胺混合，室温搅拌反应，提纯后得到荧光探针。本发明的荧光探针具有大的Stokes位移(229nm)，较长的荧光发射波长(653nm)，灵敏度高，能特异性检测生物硫化氢，具有良好的生物膜通透性和低细胞毒性；合成路线简单，产率高，实用价值大。

技术领域

本发明涉及一种硫化氢荧光探针，具体涉及一种丙二腈衍生物类近红外硫化氢荧光探针及其制备方法与应用，属于有机发光材料领域。

背景技术

硫化氢(H₂S)，最简单的生物硫醇，在很长的一段时间内都被认为是污染水和空气的有毒物质，常作为毒性气体被研究。人体摄入不同浓度的硫化氢会出现不同程度的中毒症状，严重危害人体健康。但随着科学的不断前进与发展，硫化氢被逐渐发现是有机体内一种重要的气体信号传递介质，在体内主要以两种形式存在(1/3H₂S,2/3NaHS)，处于动态平衡，保持着机体的正常pH范围。硫化氢与另外两种重要的气体信号分子一氧化氮(NO)及一氧化碳(CO)具有协同作用，在生物体内共同发挥着重要的生理病理调节作用，组成了不可或缺的气体信号分子家族。

20世纪90年代中期，人们发现机体可以内源性产生H₂S气体。目前，对硫化氢生理功能及作用机制的研究正在进一步进行中，因而，发展快速、灵敏、简便的检测生物硫化氢的方法对硫化氢的功能研究具有巨大的推动作用。小分子硫化氢荧光探针法是利用荧光探针与硫化氢发生特异性识别的原理进行检测的，探针在与硫化氢分子发生反应之后会释放出荧光母核产生荧光，在荧光分光光度计的激发下，显示出荧光发射光谱，进而对荧光强度与硫化氢的浓度进行分析。此方法快速、灵敏以及较为准确，还可结合激光共聚焦成像技术，实现实时、原位的硫化氢检测，并显示出空间分布信息。

大多数已报道的荧光探针对含硫化氢的响应只体现在可见光区，背景干扰比较大，同时对硫化氢的响应速度较慢，检测限较高。因此，设计一种快速、灵敏、检测波长相对较长的荧光探针对于硫化氢的检测具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种丙二腈衍生物类近红外硫化氢荧光探针，具有相对较长的荧光发射波长，检测限低，能快速、灵敏、特异性检测硫化氢。

为实现上述目的，本发明提供的丙二腈衍生物类近红外硫化氢荧光探针，结构如式I所示：

本发明的目的之二是提供式I所示的丙二腈衍生物类近红外硫化氢荧光探针的制备方法，合成路线短，反应条件简单。

为实现上述目的，本发明提供的丙二腈衍生物类近红外硫化氢荧光探针的制备方法，包括以下步骤：

(1)式II化合物的制备：惰性气体保护下，将异佛尔酮(3,5,5-三甲基-2-环己烯酮)、丙二腈、哌啶加入反应瓶中，乙醇为溶剂，加热搅拌回流，TLC跟踪至反应结束，将反应液降至室温后倒入冰水中析出沉淀，抽滤，用正己烷对滤渣进行重结晶处理，得到式II化合物；其中，所述的异佛尔酮与丙二腈的摩尔比为1:1～1:2；

(2)式III化合物的制备：惰性气体保护下，将式II化合物、对羟基苯甲醛及哌啶加入反应瓶中，乙醇为溶剂，加热搅拌回流，TLC跟踪至反应结束，将反应液降至室温，浓缩反应液，采用硅胶柱层析提纯，得到式III化合物；其中，所述的式II化合物与对羟基苯甲醛的摩尔比为1:1～2:1；