[发明专利]一种氨酰甲基-(2-甲胺基呋喃)罗丹明酰胺衍生物的制备及其应用

说明书

本发明公开了一种氨酰甲基‑(2‑甲胺基呋喃)罗丹明酰胺衍生物的制备及其应用，属于无机材料合成与应用技术领域。该氨酰甲基‑(2‑甲胺基呋喃)罗丹明酰胺衍生物，是由罗丹明B与水合肼反应先制得罗丹明B酰肼，然后再分别与氯乙酰氯和2‑呋喃甲胺缩合反应制备而成。本发明合成的氨酰甲基‑(2‑甲胺基呋喃)罗丹明酰胺化合物是含内酯环结构的罗丹明类衍生物，具有激发和发射波长在可见光区、荧光量子产率高、摩尔消光系数大以及生物相容性好等特点，其制备方法简单，反应条件温和，产率较高，与铜离子结合后，裸眼识别效果好，响应迅速，专一选择性高，甚至可用于铜离子的实时在线微量检测，可发展成一种具有重要研究意义的光学传感材料。

技术领域

本发明属于无机材料合成及应用技术领域，具体涉及一种简便制备罗丹明衍生物光学传感材料的制备方法及其应用。

背景技术

作为在各种生理过程中起关键作用，与人的健康紧密相关的软过渡金属之一，铜离子的含量低于体内铁和锌离子的含量，然而，过量的铜离子积累可能会导致严重的后果。例如，人体短期暴露于高浓度铜离子的环境中会引起胃肠不适，而长期暴露可导致肝、肾功能损害。研究表明，铜离子在人体内的异常积累还会引起许多神经退行性疾病，如威尔森氏病、阿尔茨海默病等。因此，识别和检测铜离子的含量具有重要的研究价值。目前，关于铜离子的直接检测的方法主要包括原子吸收光谱法、原子发射光谱法、光度分析法以及电感耦合等离子体质谱法等。其中设计新型的光学探针与客体之间相互结合引起其荧光或紫外可见光谱变化的光度分析法因为仪器设备简单价廉，能够高效、高灵敏度高和高选择性识别检测金属离子从而引起了生命科学、食品行业、环境保护以及药物学等领域科研工作者的广泛关注。

现有的铜离子光学识别分子探针化合物种类繁多，但仍然存在制备过程复杂，消耗试剂量大、响应灵敏度不高、选择性低、微量检测难等缺陷，所以近年来，咕吨类近红外荧光染料的一种罗丹明类化合物因为在长波长处表现出强吸收，并且拥有与金属离子作用后可发射出显著荧光的内酯型螺环状结构特征而常常被用作为金属离子响应“开关”。本专利正是基于罗丹明衍生物所表现出的特殊的光学效应和应用潜力，通过设计引入不同的官能团对罗丹明母体结构进行修饰,并采用合理、简单、条件温和的合成方法制备出结构刚性适当、量子产率高、生物相容性好、特异选择性强的罗丹明衍生物分子探针，从而开发出一类准确度和灵敏度更高，满足铜离子裸眼在线识别和微量检测所需要的新型光学传感材料。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的铜离子比色和荧光分子探针制备原料昂贵，合成过程较为复杂，反应条件苛刻，提纯分离困难、光学传感灵敏度和选择性低等缺点，通过简单的反应，较为温和的反应条件，较高产率和纯度制备分离出分子结构中含共轭双键和较活泼助色基团的罗丹明衍生物分子探针，利用铜离子对该分子探针中罗丹明螺内酰胺的螯合诱导开环产生荧光和紫外光谱以及颜色的变化，从而裸眼、高灵敏度、单一选择性识别并检测铜离子。

为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案予以实现的。

本发明一种氨酰甲基-(2-甲胺基呋喃)罗丹明酰胺衍生物的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)称取2.40g(5.00mmol)罗丹明B置于烧瓶中加入60～70mL乙醇溶解，然后缓慢滴加5.0～7.0mL水合肼(质量百分含量98％)，反应回流3～5h之后，蒸干溶剂后，残余溶剂用水溶解，调节pH至7.0左右，析出大量沉淀，将沉淀过滤干燥，即为罗丹明B酰肼。

(2)取1.438g(3.12mmol)的罗丹明B酰肼溶于60～70mL的二氯甲烷中，加入2.0～2.5mL的氯乙酰氯，并加入3.0～5.0mL的三乙胺作为缚酸剂，冰盐浴下快速搅拌反应10～15h，蒸除溶剂后，得到淡紫色固体粗产物，接着中性氧化铝过柱后得到黄白色固体。

罗丹明B酰肼与氯乙酰氯的摩尔比为1:4～1:5之间。