本發(fā)明涉及一種新型熒光探針化合物的制備工藝及其應(yīng)用，尤其涉及一種檢測聯(lián)胺的新型熒光探針化合物的制備工藝及其應(yīng)用，屬于環(huán)境、材料及分析檢測領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

聯(lián)胺分子中有兩個n和四個可以被取代的h，廣泛應(yīng)用于制備藥物、農(nóng)藥、催化劑、熒光劑及染料等的生產(chǎn)過程。此外，聯(lián)胺還能作火箭推進器的高能燃料、化學發(fā)泡劑和高溫系統(tǒng)的腐蝕抑制劑應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)。但其在生產(chǎn)、使用、運輸和處理過程中可能產(chǎn)生嚴重的環(huán)境污染和健康危害。因此，美國國家環(huán)境保護局允許的聯(lián)氨的最高容許濃度僅為10ppb。所以需要嚴格精密監(jiān)測環(huán)境中聯(lián)胺的濃度水平。采用熒光傳感器對聯(lián)胺進行定性和定量檢測，具有速度快、靈敏度高的優(yōu)點，吸引力眾多的注意力。

但目前為止，尚未有文獻報道類似3-(咪唑并[1,2-a]吡啶-3-基)-1-苯基-2-炔-1-丙酮識別機理的熒光探針化合物。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種可用于檢測聯(lián)胺的新型熒光探針的制備工藝。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種可用于檢測聯(lián)胺的新型熒光探針的制備工藝，該探針化合物為3-(咪唑并[1,2-a]吡啶-3-基)-1-苯基-2-炔-1-丙酮，英文名為3-(imidazo[1,2-a]pyridin-3-yl)-1-phenylprop-2-yn-1-one，結(jié)構(gòu)式為：

一種可用于檢測聯(lián)胺的新型熒光探針的制備工藝，包括：(1)以2-氨基吡啶為原料，與溴代乙醛縮二乙醇反應(yīng)生成咪唑并[1,2-a]吡啶；(2)咪唑并[1,2-a]吡啶與n-碘代丁二酰亞胺反應(yīng)生成3-碘咪唑并[1,2-a]吡啶；(3)3-碘咪唑并[1,2-a]吡啶與3-甲基硅乙炔反應(yīng)生成3-乙炔咪唑并[1,2-a]吡啶；(4)3-乙炔咪唑并[1,2-a]吡啶與苯甲酰氯反應(yīng)得到目標化合物3-(咪唑并[1,2-a]吡啶-3-基)-1-苯基-2-炔-1-丙酮。

所述(1)步驟環(huán)合反應(yīng)所用的溶劑為：水或水和乙醇的混合液；所用環(huán)合試劑為：溴代乙醛縮二乙醇；環(huán)合試劑的水解催化劑為鹽酸；反應(yīng)溫度為：室溫；反應(yīng)時間：1～3h；環(huán)合試劑與原料的投料摩爾比為：1.2～2:1。

所述(1)步驟環(huán)合反應(yīng)需先將溴代乙醛縮二乙醇溶于水解催化劑和溶劑的混合溶液，攪拌直至溶液澄清，調(diào)節(jié)ph值至中性，再加入2-氨基吡啶進行反應(yīng)。

所述(2)步驟鹵代反應(yīng)的溶劑為：四氫呋喃；鹵代試劑為：nis；反應(yīng)溫度為：室溫；反應(yīng)時間：0.5～2h；鹵代試劑與原料的投料摩爾比為：1.1～2:1。

所述(3)步驟取代反應(yīng)所用的溶劑為：乙腈；取代試劑為：三甲基硅基乙炔；堿為：三乙胺；催化劑為：碘化亞銅和雙(三苯基磷)二氯化鈀；反應(yīng)溫度為：回流；反應(yīng)時間：1～6h；取代試劑與原料的投料摩爾比為：1.2～3:1；催化劑與原料的投料摩爾比為：0.01～0.02；堿與原料的投料摩爾比為：1.2～3:1。

所述(3)步驟取代反應(yīng)，反應(yīng)完畢后需用堿脫去產(chǎn)物中的三甲基硅基，所用堿為：無水碳酸鉀；堿與原料的投料摩爾比為：1～4:1。

所述(4)步驟取代反應(yīng)所用的溶劑為：四氫呋喃或dmf；取代試劑為：苯甲酰氯；堿為：三乙胺；催化劑為：碘化亞銅和雙(三苯基磷)二氯化鈀；反應(yīng)溫度為：室溫；反應(yīng)時間：1～5h；取代試劑與原料的投料摩爾比為：1～3:1；堿與原料的投料摩爾比為：1.2～3:1；催化劑與原料的投料摩爾比為：0.01～0.03。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明以2-氨基吡啶為起始原料，經(jīng)四步反應(yīng)得到新型熒光探針化合物3-(咪唑并[1,2-a]吡啶-3-基)-1-苯基-2-炔-1-丙酮。經(jīng)研究證明，該化合物加入聯(lián)胺后產(chǎn)生熒光，且熒光強度與聯(lián)胺濃度在一定范圍呈線性關(guān)系，是一種可用于檢測聯(lián)胺的的熒光探針。

附圖說明

圖1熒光發(fā)射光譜變化曲線(測試溶劑：ipa-tris/hcl緩沖液(50μm，ph＝7.4,1:1，v/v)；sensor1濃度：5μm；n2h4濃度：

0～0.7mm；反應(yīng)時間：30min；測試條件：激發(fā)波長297nm；ex狹縫/em狹縫：5nm/5nm。)；

圖2熒光增強倍數(shù)與聯(lián)胺濃度的關(guān)系曲線；(f/f0-1)：波長為408nm的熒光發(fā)射相對強度變化量，其中f為測試樣品在408nm處的熒光發(fā)射強度，f0為sensor1在408nm處的熒光發(fā)射強度。插圖為相對熒光強度變化量與n2h4濃度關(guān)系的線性擬合關(guān)系圖。

具體實施方式

實施例1

a.咪唑并[1,2-a]吡啶的制備

在500ml三口瓶中，將溴代乙醛縮二乙醇(47.1g，239.1mmol)于溶于1mol/l的hcl(200ml)和乙醇(50ml)的混合溶液中，攪拌30min，回流反應(yīng)1h，冷卻至室溫，加入nahco3調(diào)至近中性，加入2-氨基吡啶(15.0g，159.4mmol)，室溫反應(yīng)2h。反應(yīng)完畢，乙酸乙酯提取(150ml×3)，飽和食鹽水洗滌(100ml×3)，減壓蒸干溶劑得咪唑并[1,2-a]吡啶棕色油狀物11.7g，收率62.2％。

b.3-碘咪唑并[1,2-a]吡啶的制備

在250ml單口瓶中，在氮氣保護及0℃條件下，將咪唑并[1,2-a]吡啶(6.0g，50.8mmol)溶于thf(80ml)，分批次加入nis(13.7g，60.9mmol)，室溫反應(yīng)1h。反應(yīng)完畢，向反應(yīng)液中加入100ml的水，乙酸乙酯提取(150ml×3)，飽和食鹽水洗滌(100ml×3)，無水硫酸鎂干燥，減壓蒸干溶劑得黃色固體3-碘咪唑并[1,2-a]吡啶5.9g，收率47.3％。

c.3-乙炔咪唑并[1,2-a]吡啶的制備

在500ml三口瓶中，在氮氣保護條件下，將3-碘咪唑并[1,2-a]吡啶(10.0g，41.0mmol)、pdcl2(pph3)2(0.3g，0.4mmol)、cui(0.1g，0.4mmol)依次加入無水乙腈(200ml)中，然后加入et3n(8.3g，82.0mmol)和三甲基硅基乙炔(8.1g，82.0mmol)，回流反應(yīng)3h。反應(yīng)完畢，抽濾，濾液減壓蒸除溶劑，殘渣用甲醇(150ml)溶解，加入無水碳酸鉀(5.7g，41.0mmol)在室溫攪拌30min，抽濾，濾液減壓蒸除溶劑得粗品，粗品過硅膠柱(流動相為pe:ea＝20:1)，得3-乙炔咪唑并[1,2-a]吡啶白色固體4.0g，收率69.0％。

¹hnmr(400mhz，cdcl3)：δ8.30(d,j＝6.8hz,1h),7.88(s,1h),7.66(d,j＝9.1hz,1h),7.32-7.27(m,1h),6.95(td,j＝6.8,0.9hz,1h),3.82(s,1h)。

d.3-(咪唑并[1,2-a]吡啶-3-基)-1-苯基-2-炔-1-丙酮的制備

在250ml雙口瓶中，在氮氣保護下，將3-乙炔咪唑并[1,2-a]吡啶(3.5g，24.6mmol)溶于干燥的thf(100ml)，加入pdcl2(pph3)2(0.4g，0.5mmol)、cui(0.1g，0.5mmol)和et3n(3.7g，36.9mmol)，然后緩慢滴加苯甲酰氯(6.9g，49.2mmol)，室溫反應(yīng)4h。反應(yīng)完畢，抽濾，濾渣用thf(100ml)重新溶解，濾除不溶性雜質(zhì)，純水(30ml×3)洗滌，無水硫酸鎂干燥，減壓蒸除溶劑，過硅膠柱(流動相為pe:ea＝15:1)，得3-(咪唑并[1,2-a]吡啶-3-基)-1-苯基-2-炔-1-丙酮黃色固體2.6g，收率42.7％。

¹hnmr(400mhz,cdcl3)：δ8.51(d,j＝6.8hz,1h),8.21(d,j＝8.0hz,3h),7.75(d,j＝9.0hz,1h),7.65(t,j＝7.3hz,1h),7.55(t,j＝7.6hz,2h),7.47-7.38(t,1h),7.10(t,j＝6.8hz,1h)。

實施例2

a.咪唑并[1,2-a]吡啶的制備

同實施例1

b.3-碘咪唑并[1,2-a]吡啶的制備

同實施例1

c.3-乙炔咪唑并[1,2-a]吡啶的制備

在500ml三口瓶中，在氮氣保護條件下，將3-碘咪唑并[1,2-a]吡啶(10.0g，41.0mmol)、pdcl2(pph3)2(0.3g，0.4mmol)、cui(0.1g，0.4mmol)依次加入無水乙腈(200ml)中，然后加入et3n(5.0g，49.2mmol)和三甲基硅基乙炔(4.8g，49.2mmol)，回流反應(yīng)3h。反應(yīng)完畢，抽濾，濾液減壓蒸除溶劑，殘渣用甲醇(150ml)溶解，加入無水碳酸鉀(5.7g，41.0mmol)在室溫攪拌30min，抽濾，濾液減壓蒸除溶劑得粗品，粗品過硅膠柱(流動相為pe:ea＝20:1)，得3-乙炔咪唑并[1,2-a]吡啶白色固體2.5g，收率42.5％。

¹hnmr(400mhz，cdcl3)：δ8.30(d,j＝6.8hz,1h),7.88(s,1h),7.66(d,j＝9.1hz,1h),7.32-7.27(m,1h),6.95(td,j＝6.8,0.9hz,1h),3.82(s,1h)。

d.3-(咪唑并[1,2-a]吡啶-3-基)-1-苯基-2-炔-1-丙酮的制備

在250ml雙口瓶中，在氮氣保護下，將3-乙炔咪唑并[1,2-a]吡啶(3.0g，21.1mmol)溶于干燥的thf(100ml)，加入pdcl2(pph3)2(0.15g，0.2mmol)、cui(0.04g，0.2mmol)和et3n(2.6g，25.3mmol)，然后緩慢滴加苯甲酰氯(3.0g，21.1mmol)，室溫反應(yīng)4h。反應(yīng)完畢，抽濾，濾渣用thf(100ml)重新溶解，濾除不溶性雜質(zhì)，純水(30ml×3)洗滌，無水硫酸鎂干燥，減壓蒸除溶劑，過硅膠柱(流動相為pe:ea＝15:1)，得3-(咪唑并[1,2-a]吡啶-3-基)-1-苯基-2-炔-1-丙酮黃色固體1.7g，收率33.5％。

¹hnmr(400mhz,cdcl3)：δ8.51(d,j＝6.8hz,1h),8.21(d,j＝8.0hz,3h),7.75(d,j＝9.0hz,1h),7.65(t,j＝7.3hz,1h),7.55(t,j＝7.6hz,2h),7.47-7.38(t,1h),7.10(t,j＝6.8hz,1h)。

實施例3

a.咪唑并[1,2-a]吡啶的制備

同實施例1

b.3-碘咪唑并[1,2-a]吡啶的制備

同實施例1

c.3-乙炔咪唑并[1,2-a]吡啶的制備

在500ml三口瓶中，在氮氣保護條件下，將3-碘咪唑并[1,2-a]吡啶(10.0g，41.0mmol)、pdcl2(pph3)2(0.6g，0.8mmol)、cui(0.2g，0.8mmol)依次加入無水乙腈(200ml)中，然后加入et3n(12.4g，122.9mmol)和三甲基硅基乙炔(12.1g，122.9mmol)，回流反應(yīng)3h。反應(yīng)完畢，抽濾，濾液減壓蒸除溶劑，殘渣用甲醇(150ml)溶解，加入無水碳酸鉀(22.7g，163.9mmol)在室溫攪拌30min，抽濾，濾液減壓蒸除溶劑得粗品，粗品過硅膠柱(流動相為pe:ea＝20:1)，得3-乙炔咪唑并[1,2-a]吡啶白色固體4.2g，收率72.1％。

¹hnmr(400mhz，cdcl3)：δ8.30(d,j＝6.8hz,1h),7.88(s,1h),7.66(d,j＝9.1hz,1h),7.32-7.27(m,1h),6.95(td,j＝6.8,0.9hz,1h),3.82(s,1h)。

d.3-(咪唑并[1,2-a]吡啶-3-基)-1-苯基-2-炔-1-丙酮的制備

在250ml雙口瓶中，在氮氣保護下，將3-乙炔咪唑并[1,2-a]吡啶(3.0g，21.1mmol)溶于干燥的thf(100ml)，加入pdcl2(pph3)2(0.4g，0.6mmol)、cui(0.1g，0.6mmol)和et3n(6.4g，63.3mmol)，然后緩慢滴加苯甲酰氯(8.9g，63.3mmol)，室溫反應(yīng)4h。反應(yīng)完畢，抽濾，濾渣用thf(100ml)重新溶解，濾除不溶性雜質(zhì)，純水(30ml×3)洗滌，無水硫酸鎂干燥，減壓蒸除溶劑，過硅膠柱(流動相為pe:ea＝15:1)，得3-(咪唑并[1,2-a]吡啶-3-基)-1-苯基-2-炔-1-丙酮黃色固體2.4g，收率46.6％。

¹hnmr(400mhz,cdcl3)：δ8.51(d,j＝6.8hz,1h),8.21(d,j＝8.0hz,3h),7.75(d,j＝9.0hz,1h),7.65(t,j＝7.3hz,1h),7.55(t,j＝7.6hz,2h),7.47-7.38(t,1h),7.10(t,j＝6.8hz,1h)。

實施例4

a.咪唑并[1,2-a]吡啶的制備

同實施例1

b.3-碘咪唑并[1,2-a]吡啶的制備

同實施例1

c.3-乙炔咪唑并[1,2-a]吡啶的制備

在500ml三口瓶中，在氮氣保護條件下，將3-碘咪唑并[1,2-a]吡啶(10.0g，41.0mmol)、pdcl2(pph3)2(0.6g，0.8mmol)、cui(0.2g，0.8mmol)依次加入無水乙腈(200ml)中，然后加入et3n(6.2g，61.5mmol)和三甲基硅基乙炔(6.0g，61.5mmol)，回流反應(yīng)3h。反應(yīng)完畢，抽濾，濾液減壓蒸除溶劑，殘渣用甲醇(150ml)溶解，加入無水碳酸鉀(11.3g，82.0mmol)在室溫攪拌30min，抽濾，濾液減壓蒸除溶劑得粗品，粗品過硅膠柱(流動相為pe:ea＝20:1)，得3-乙炔咪唑并[1,2-a]吡啶白色固體3.3g，收率57.2％。

¹hnmr(400mhz，cdcl3)：δ8.30(d,j＝6.8hz,1h),7.88(s,1h),7.66(d,j＝9.1hz,1h),7.32-7.27(m,1h),6.95(td,j＝6.8,0.9hz,1h),3.82(s,1h)。

d.3-(咪唑并[1,2-a]吡啶-3-基)-1-苯基-2-炔-1-丙酮的制備

在250ml雙口瓶中，在氮氣保護下，將3-乙炔咪唑并[1,2-a]吡啶(3.0g，21.1mmol)溶于干燥的thf(100ml)，加入pdcl2(pph3)2(0.3g，0.4mmol)、cui(0.1g，0.4mmol)和et3n(4.3g，42.2mmol)，然后緩慢滴加苯甲酰氯(7.4g，52.8mmol)，室溫反應(yīng)4h。反應(yīng)完畢，抽濾，濾渣用thf(100ml)重新溶解，濾除不溶性雜質(zhì)，純水(30ml×3)洗滌，無水硫酸鎂干燥，減壓蒸除溶劑，過硅膠柱(流動相為pe:ea＝15:1)，得3-(咪唑并[1,2-a]吡啶-3-基)-1-苯基-2-炔-1-丙酮黃色固體2.3g，收率44.3％。

¹hnmr(400mhz,cdcl3)：δ8.51(d,j＝6.8hz,1h),8.21(d,j＝8.0hz,3h),7.75(d,j＝9.0hz,1h),7.65(t,j＝7.3hz,1h),7.55(t,j＝7.6hz,2h),7.47-7.38(t,1h),7.10(t,j＝6.8hz,1h)。

實施例5

a.咪唑并[1,2-a]吡啶的制備

同實施例1

b.3-碘咪唑并[1,2-a]吡啶的制備

同實施例1

c.3-乙炔咪唑并[1,2-a]吡啶的制備

在500ml三口瓶中，在氮氣保護條件下，將3-碘咪唑并[1,2-a]吡啶(10.0g，41.0mmol)、pdcl2(pph3)2(0.3g，0.4mmol)、cui(0.1g，0.4mmol)依次加入干燥的dmf(200ml)中，然后加入et3n(10.4g，102.4mmol)和三甲基硅基乙炔(10.1g，102.4mmol)，回流反應(yīng)3h。反應(yīng)完畢，抽濾，濾液減壓蒸除溶劑，殘渣用甲醇(150ml)溶解，加入無水碳酸鉀(17.0g，122.9mmol)在室溫攪拌30min，抽濾，濾液減壓蒸除溶劑得粗品，粗品過硅膠柱(流動相為pe:ea＝20:1)，得3-乙炔咪唑并[1,2-a]吡啶白色固體4.1g，收率70.4％。

¹hnmr(400mhz，cdcl3)：δ8.30(d,j＝6.8hz,1h),7.88(s,1h),7.66(d,j＝9.1hz,1h),7.32-7.27(m,1h),6.95(td,j＝6.8,0.9hz,1h),3.82(s,1h)。

d.3-(咪唑并[1,2-a]吡啶-3-基)-1-苯基-2-炔-1-丙酮的制備

在250ml雙口瓶中，在氮氣保護下，將3-乙炔咪唑并[1,2-a]吡啶(3.0g，21.1mmol)溶于干燥的thf(100ml)，加入pdcl2(pph3)2(0.3g，0.4mmol)、cui(0.1g，0.4mmol)和et3n(4.3g，42.2mmol)，然后緩慢滴加苯甲酰氯(4.5g，31.7mmol)，室溫反應(yīng)4h。反應(yīng)完畢，抽濾，濾渣用thf(100ml)重新溶解，濾除不溶性雜質(zhì)，純水(30ml×3)洗滌，無水硫酸鎂干燥，減壓蒸除溶劑，過硅膠柱(流動相為pe:ea＝15:1)，得3-(咪唑并[1,2-a]吡啶-3-基)-1-苯基-2-炔-1-丙酮黃色固體2.2g，收率41.5％。

¹hnmr(400mhz,cdcl3)：δ8.51(d,j＝6.8hz,1h),8.21(d,j＝8.0hz,3h),7.75(d,j＝9.0hz,1h),7.65(t,j＝7.3hz,1h),7.55(t,j＝7.6hz,2h),7.47-7.38(t,1h),7.10(t,j＝6.8hz,1h)。

實施例6

a.咪唑并[1,2-a]吡啶的制備

同實施例1

b.3-碘咪唑并[1,2-a]吡啶的制備

同實施例1

c.3-乙炔咪唑并[1,2-a]吡啶的制備

在500ml三口瓶中，在氮氣保護條件下，將3-碘咪唑并[1,2-a]吡啶(10.0g，41.0mmol)、pdcl2(pph3)2(0.6g，0.8mmol)、cui(0.2g，0.8mmol)依次加入干燥的dmf(200ml)中，然后加入et3n(10.4g，102.4mmol)和三甲基硅基乙炔(8.1g，82.0mmol)，回流反應(yīng)3h。反應(yīng)完畢，抽濾，濾液減壓蒸除溶劑，殘渣用甲醇(150ml)溶解，加入無水碳酸鉀(11.3g，82.0mmol)在室溫攪拌30min，抽濾，濾液減壓蒸除溶劑得粗品，粗品過硅膠柱(流動相為pe:ea＝20:1)，得3-乙炔咪唑并[1,2-a]吡啶白色固體3.8g，收率65.6％。

¹hnmr(400mhz，cdcl3)：δ8.30(d,j＝6.8hz,1h),7.88(s,1h),7.66(d,j＝9.1hz,1h),7.32-7.27(m,1h),6.95(td,j＝6.8,0.9hz,1h),3.82(s,1h)。

d.3-(咪唑并[1,2-a]吡啶-3-基)-1-苯基-2-炔-1-丙酮的制備

在250ml雙口瓶中，在氮氣保護下，將3-乙炔咪唑并[1,2-a]吡啶(3.5g，24.6mmol)溶于干燥的thf(100ml)，加入pdcl2(pph3)2(0.4g，0.5mmol)、cui(0.1g，0.5mmol)和et3n(5.0g，49.2mmol)，然后緩慢滴加苯甲酰氯(6.9g，49.2mmol)，室溫反應(yīng)4h。反應(yīng)完畢，抽濾，濾渣用thf(100ml)重新溶解，濾除不溶性雜質(zhì)，純水(30ml×3)洗滌，無水硫酸鎂干燥，減壓蒸除溶劑，過硅膠柱(流動相為pe:ea＝15:1)，得3-(咪唑并[1,2-a]吡啶-3-基)-1-苯基-2-炔-1-丙酮黃色固體2.7g，收率44.2％。

¹hnmr(400mhz,cdcl3)：δ8.51(d,j＝6.8hz,1h),8.21(d,j＝8.0hz,3h),7.75(d,j＝9.0hz,1h),7.65(t,j＝7.3hz,1h),7.55(t,j＝7.6hz,2h),7.47-7.38(t,1h),7.10(t,j＝6.8hz,1h)。

對以上實施例制得的3-(咪唑并[1,2-a]吡啶-3-基)-1-苯基-2-炔-1-丙酮(sentor1)進行聯(lián)胺熒光探針功能測試：

3-(咪唑并[1,2-a]吡啶-3-基)-1-苯基-2-炔-1-丙酮(sentor1)與聯(lián)胺反應(yīng)，生成芳香聯(lián)胺化合物(1-nh2nh2)，測定反應(yīng)產(chǎn)物(1-nh2nh2)的熒光發(fā)射光譜強度與聯(lián)胺濃度的關(guān)系曲線(圖1)，以及其熒光增強倍數(shù)與聯(lián)胺濃度的關(guān)系曲線(圖2)。

綜上所述，sentor1本身并無熒光，與聯(lián)胺反應(yīng)后反應(yīng)產(chǎn)物1-nh2nh2具有熒光，且熒光發(fā)射光譜強度隨著聯(lián)胺濃度增加而增強。同時聯(lián)胺濃度在0-0.35mm時，1-nh2nh2的熒光增強倍數(shù)與聯(lián)胺濃度呈線性關(guān)系，線性回歸方程：y＝0.66903+107.05472x，r＝0.99337。因此，sentor1可用于檢測聯(lián)胺濃度，聯(lián)胺檢測限為0.253ppb?；谏鲜龇治鼋Y(jié)果，sensor1作為熒光探針通過測定熒光強度的變化，得到n2h4的濃度，并且檢測精度高。在環(huán)境分析檢測中具有良好的應(yīng)用價值和前景。