一种香豆素类锌离子荧光探针的合成及性能

吲哚３甲酸甲酯（≥９９％）购自于韶远化学科技有限公司，其它所有合成原料以及试剂均为市售分 析纯，实验用水为二次蒸馏水。 １．２ ８（７羟基４甲基８甲酰基）吲哚肼腙 Ｌ的合成
４甲基７羟基香豆素［１８］的合成 在 ２５０ｍＬ三口瓶中，加入 １００ｍＬ浓硫酸，－５℃，加入 １０ｇ间苯 二酚和 １２ｇ乙酰乙酸乙酯，升温至 １０℃，反应过夜。将反应液缓慢倒入约 ２００ｇ碎冰的 ５００ｍＬ烧杯 中，搅拌，析出大量白色沉淀，抽滤，去离子水洗涤沉淀 ２次，然后将沉淀溶解于 ３５０ｍＬ质量分数为 ５％ 的 ＮａＯＨ溶液中，过滤，收集。在滤液中，缓慢滴加稀 ＨＣｌ溶液，搅拌，析出沉淀，抽滤，并用去离子水将 沉淀洗涤至中性，收集干燥。产物在无水乙醇中重结晶，得到 １１２ｇ白色针状晶体，产率为 ７４２％， ｍｐ１９０℃。１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＤＭＳＯ），δ：１０５３（ｓ，１Ｈ），７６０（ｄ，Ｊ＝８７Ｈｚ，１Ｈ），６８１（ｄｄ，Ｊ＝８７， ２３Ｈｚ，１Ｈ），６７１（ｄ，Ｊ＝２３Ｈｚ，１Ｈ），６１４（ｓ，１Ｈ），２３７（ｓ，３Ｈ）。
１ 实验部分
１．１ 仪器和试剂 ＡｖａｎｃｅＤＲＸ４００ＭＨｚ型核磁谱仪（德国 Ｂｒｕｋｅ公司）；Ｅｓｑｕｉｒｅ６０００型液相色谱 ／质谱联用仪（德国
Ｂｒｕｋｅｒ公司）；ＳＧＷ Ａ４型显微熔点测定仪（上海精密科学仪器有限公司）；ＨｉｔａｃｈｉＲＦ４５００型荧光光谱 仪（日立高新技术公司）；ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒＬａｍｄａ３５型紫外可见分光光度计（珀金埃尔默仪器（上海）有限 公司）；Ｎｅｘｕｓ６７０型傅里叶红外光谱仪（美国 Ｎｉｃｏｌｅｔ公司）。
第 ５期
苏策等：一种香豆素类锌离子荧光探针的光探针的设计和合成［１４１７］。本文以间苯二酚为原料经席夫碱反应合成 ４甲基７羟基香 豆素，对其结构加以修饰，合成了 ８（７羟基４甲基８甲酰基）吲哚肼腙探针 Ｌ（Ｓｃｈｅｍｅ１）。将探针 Ｌ 用于检测 Ｚｎ２＋，研究了其荧光性能、选择性和抗干扰能力。
锌是 人 体 中 含 量 仅 次 于 铁 的 微 量 元 素，分 布 于 人 体 细 胞 和 组 织 液 中，在 人 体 内 的 含 量 约 为 ０００４％。锌离子参与了神经信号传递、基因转录、信号转导和免疫反应等生理过程［１４］。如果锌离子在 体内缺失，将引起一系列的精神疾病，如老年痴呆症、肌肉萎缩症、帕金森病、中风和癫痫、小孩生长迟 缓、发育不良等症状［５７］。因此，及时、灵敏、高选择性地检测 Ｚｎ２＋对人类健康具有重大意义。
７羟基４甲基８甲酰基香豆素［１９］的合成 在 ２５０ｍＬ梨形瓶中依次加入 ６５０ｇ４甲基７羟基香 豆素、９８ｇ六次甲基四胺、６０ｍＬ冰乙酸，９５℃，回流约 ３ｈ，使用 ＴＬＣ跟踪反应。当原料点消失后，将 体系冷却到室温，加入 ７５ｍＬ２０％稀盐酸，９５℃，反应 ４５ｍｉｎ，冷却到室温，使用二氯甲烷萃取 ３次，收 集有机相，有机相用饱和食盐水洗涤 １次，无水硫酸钠干燥，减压除去二氯甲烷。在剩余液体中，倒入碎 冰，搅拌，析出大量黄色固体，使用柱层析纯化，Ｖ（石油醚（ＰＥ））∶Ｖ（乙酸乙酯（ＥＡ））＝１∶１的混合溶剂 作洗脱剂，得到 １８４ｇ白色的固体，产率为 ３８８％，ｍｐ１８２℃。１ＨＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＤＭＳＯ），δ：１１９０（ｓ， １Ｈ），１０４４（ｓ，１Ｈ），７９３（ｄ，Ｊ＝８９Ｈｚ，１Ｈ），６９７（ｄ，Ｊ＝８９Ｈｚ，１Ｈ），６３０（ｓ，１Ｈ），２４１（ｓ，３Ｈ）。
目前，绝大多数探针必须在非水介质中才能很好地识别锌离子，不能满足在水介质中的检测，极大 限制了这些探针在实际中的应用。由于 Ｚｎ２＋具有稳定的 ｄ１０电子构型，圆二色谱、核磁共振、电子顺磁共 振、循环伏安法等分析方法均不适用于高效测定 Ｚｎ２＋［８］，对锌离子的检测限只有 ２×１０－７ ｍｏｌ／Ｌ［９］。荧 光分析法可用于分析检测金属离子，具有操作简单，选择专一、高灵敏、高选择、样品不需预处理等优点 而备受关注，广泛地应用于生物分析领域［１０１１］。因此，构建新型 Ｚｎ２＋荧光探针已经成为目前研究的热 点［１２１３］。
摘 要 通过 Ｐｅｃｈｍａｎｎ法使间苯二酚和乙酰乙酸乙酯发生脱水缩合反应，合成了 ４甲基７羟基香豆素，再 与六次甲基四胺反应，生成 ７羟基４甲基８甲酰基香豆素，最终与吲哚酰肼发生席夫碱反应合成一种香豆素 类荧光探针 Ｌ。通过核磁共振波谱仪（ＮＭＲ）、质谱（ＭＳ）、傅里叶变换红外光谱仪（ＦＴＩＲ）、荧光发射光谱仪和 紫外可见分光光度计等技术手段研究该探针 Ｌ的结构及其荧光性能。结果表明，探针 Ｌ与 Ｚｎ２＋的配合比为 １∶１，对 Ｚｎ２＋的检测限达到 ３６×１０－８ｍｏｌ／Ｌ，降低了对 Ｚｎ２＋的检测浓度，同时探针 Ｌ对锌离子具有高选择性， 可应用于在生物体内 Ｚｎ２＋的检测。 关键词 香豆素；荧光探针；锌离子；吲哚酰肼 中图分类号：Ｏ６２１．３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００００５１８（２０１８）０５０５３２０６ ＤＯＩ：１０．１１９４４／ｊ．ｉｓｓｎ．１００００５１８．２０１８．０５．１７０１９７
Ｓｃｈｅｍｅ１ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆ８（７ｈｙｄｒｏｘｙ４ｍｅｔｈｙｌｃｏｕｍａｒｉｎ）ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ１Ｈｉｎｄｏｌｅ３ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｚｉｄｅ
香豆素类化合物广泛存在于植物界，具有良好的荧光性能、稳定性和易于修饰官能团的特点，已被
２０１７０６０５收稿，２０１７１０１７修回，２０１７１１０９接受 国家自然科学基金（２１４６２０２５）资助 通讯联系人：苏策，副教授；Ｔｅｌ：０９３１７８２３１２７；Ｅｍａｉｌ：ｃｅｓｕ１００８＠ｌｕｔ．ｃｎ；研究方向：有机合成
第 ３５卷 第 ５期
应用化学
Ｖｏｌ．３５Ｉｓｓ．５
２０１８年 ５月 ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＡＰＰＬＩＥＤＣＨＥＭＩＳＴＲＹ Ｍａｙ２０１８
一种香豆素类锌离子荧光探针的合成及性能
苏 策 常开善 李思良 李冠斌 张红博 白玲玲
（兰州理工大学石油化工学院 兰州 ７３００５０）