本發(fā)明屬于熒光探針的，尤其涉及基于聯(lián)苯咪唑并[1,2-α]吡啶酮類熒光探針分子及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、近些年來，農(nóng)藥在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中得到了廣泛使用，在提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力方面發(fā)揮了舉足輕重的作用，直接促進了農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)出。然而，不合理地使用殺蟲劑會污染土壤、大氣、水體甚至是生態(tài)環(huán)境，增加食物和飲用水中殘留有害物質(zhì)的風險。由于殺蟲劑自身所具有的高毒性和不可降解性，其長期殘留累積會對生態(tài)環(huán)境和人體健康造成極其嚴重的威脅。針對這種情況，熒光檢測因具有快速、靈敏、檢測過程簡單、可實時監(jiān)測等特點而受到廣泛關(guān)注。有機小分子熒光探針具有高靈敏度、高選擇性、合成表征簡單、反應(yīng)時間短、修飾位點多、不破壞生物樣本等特點而受到研究人員廣泛地關(guān)注。但是，現(xiàn)有的針對有機農(nóng)藥檢測的有機小分子熒光染料普遍存在靈敏度低的問題。

2、咪唑并吡啶衍生物是一類特殊的含氮稠環(huán)化合物，由于其特殊的生物活性而被廣泛地應(yīng)用在醫(yī)藥領(lǐng)域。咪唑并吡啶類化合物的藥理作用主要包括抗有絲分裂、抗結(jié)核、抗病毒并且也可以作為幾種受體的拮抗劑。除了具有生理學意義之外，經(jīng)過合理的結(jié)構(gòu)修飾可以使其成為一種新型的熒光探針構(gòu)筑骨架。例如，專利公開號cn?114763353a公開了一種基于咪唑并吡啶母核的熒光檢測試劑及其對信號分子h2s的檢測技術(shù)，該分子探針與信號分子硫化氫作用后，其2,4-二硝基苯醚基水解為羥基，在pbs(ph＝7.4,10mm)緩沖溶液中發(fā)出紅色熒光。專利公開號cn?115215864a公開了一種檢測飲品粘度的熒光探針及其制備方法和應(yīng)用，該探針含有雙吸電基團——溴代苯并咪唑和吲哚鎓，以及供電基團甲氧基苯基，由此形成的“a-a-d”結(jié)構(gòu)的分子具備吸電性偏高的大極性有利于探針在飲品的大極性水相環(huán)境中具有良好的分散性，甲氧基苯基的自由旋轉(zhuǎn)特性有利于探針敏感地響應(yīng)粘度的變化。從上述公開文獻可知，咪唑并吡啶母核上不同的修飾基團對熒光性能會產(chǎn)生顯著影響。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對有機小分子熒光染料在機農(nóng)藥檢測中靈敏度低的技術(shù)問題，本發(fā)明提出基于聯(lián)苯咪唑并[1,2-α]吡啶酮類熒光探針分子及其制備方法和應(yīng)用，利用化合物在溶液中良好的熒光發(fā)射能力，其能夠?qū)崿F(xiàn)對2,4,6-三氯苯胺(2,4,6-trichloroaniline，簡稱為tca)和2,4-二氯-4’-硝基二苯醚(nitrofen，簡稱為nf)和2,6-二氯-4-硝基苯胺(2,6-dichloro-4-nitroaniline，簡稱為dcn)較高靈敏度的識別。

2、為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

3、基于聯(lián)苯咪唑并[1,2-α]吡啶酮類熒光探針分子，該探針分子具有以下結(jié)構(gòu)通式：

4、

5、式中，r1＝f、cl、br、i、cf3、coome、cn、h、me或ome；r2＝cl、br、cf3、coome、h、me或ome；r3＝f、cl、br、i、cf3、h、me或ome；n為0-11之間的正整數(shù)；優(yōu)選的n為0、1、2、3、7或11。

6、基于聯(lián)苯咪唑并[1,2-α]吡啶酮類熒光探針分子的合成方法，包括以下步驟：

7、(1)4-溴苯乙酮和帶有r3取代基的苯甲醛發(fā)生克萊森-施密特反應(yīng)得到化合物1；

8、(2)帶有r1和r2取代基的2-氨基吡啶衍生物和化合物1發(fā)生環(huán)化反應(yīng)得到化合物2；

9、(3)化合物2和帶有不同氮烷基鏈長度的4-(n,n-二烷基氨基)苯硼酸頻哪醇酯發(fā)生鈴木-宮浦偶聯(lián)反應(yīng)得到目標產(chǎn)物。

10、所述步驟(1)中克萊森-施密特反應(yīng)的操作方法為：將4-溴苯乙酮和帶有r3取代基的苯甲醛溶解到溶劑ⅰ中，并加入堿性催化劑，在室溫下進行反應(yīng)6-24h。

11、所述帶有r3取代基的苯甲醛為對氟苯甲醛、對三氟甲基苯甲醛、苯甲醛、對甲基苯甲醛、對甲氧基苯甲醛等。

12、所述4-溴苯乙酮、帶有r3取代基的苯甲醛和堿性催化劑的摩爾比為1：(1-1.4)：(1-2)；4-溴苯乙酮與溶劑ⅰ的摩爾體積比為1：(4-6)mmol/ml；所述溶劑ⅰ為水和/或乙醇；優(yōu)選的，溶劑ⅰ為體積比為1：(4-6)的水和乙醇；所述堿性催化劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸銫。

13、所述步驟(2)中環(huán)化反應(yīng)的操作方法為：將帶有r1和r2取代基的2-氨基吡啶衍生物和化合物1溶解到溶劑ⅱ中，并加入催化劑，60-80℃反應(yīng)12-24h。

14、所述帶有r1和r2取代基的2-氨基吡啶衍生物為2-氨基-4-溴吡啶、2-氨基-4-三氟甲基吡啶、2-氨基異煙酸甲酯、2-氨基吡啶、2-氨基-5-溴吡啶、2-氨基-5-三氟甲基吡啶、6-氨基煙酸甲酯、2-氨基-5-甲基吡啶、4,5-二溴吡啶-2-胺等。

15、所述化合物1、帶有r1和r2取代基的2-氨基吡啶衍生物和催化劑的摩爾比為1：(1-4)：(2-5)；化合物1與溶劑ⅱ的摩爾體積比為1：(2-5)mmol/ml。

16、所述催化劑包括摩爾比為2：1的醋酸銨和i2；所述溶劑ⅱ為三氯甲烷。

17、所述步驟(3)中鈴木-宮浦偶聯(lián)反應(yīng)的操作方法為：將化合物2和帶有不同氮烷基鏈長度的4-(n,n-二烷基氨基)苯硼酸頻哪醇酯溶解到溶劑ⅲ中，并加入鈀催化劑和助劑，在惰性氣體氛圍中70-90℃反應(yīng)12-24h。

18、所述帶有不同氮烷基鏈長度的4-(n,n-二甲氨基)苯硼酸頻哪醇酯、4-(n,n-二乙氨基)苯硼酸頻哪醇酯、4-(n,n-二丙氨基)苯硼酸頻哪醇酯、4-(n,n-二丁氨基)苯硼酸頻哪醇酯、4-(n,n-二辛氨基)苯硼酸頻哪醇酯、4-(n,n-雙十二氨基)苯硼酸頻哪醇酯等。

19、所述化合物2、帶有不同氮烷基鏈長度的4-(n,n-二烷基氨基)苯硼酸頻哪醇酯、助劑和鈀催化劑的摩爾比為1：(1.0-1.4)：(1-3)：(0.01-0.1)，化合物2與溶劑ⅲ的摩爾體積比為1：(4-6)mmol/ml；所述溶劑ⅲ包括體積比為10：(1-5)的甲苯和水，或四氫呋喃和水；所述鈀催化劑為四(三苯基膦)鈀、醋酸鈀、三(二亞芐基丙酮)二鈀、[1,1′-雙(二苯基膦)二茂鐵]二氯化鈀或雙三苯基膦二氯化鈀中任意一種；所述助劑為碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸銫、甲醇鈉或醋酸鉀中任意一種。

20、一種聯(lián)苯咪唑并[1,2-α]吡啶酮類熒光探針分子在農(nóng)藥檢測中的應(yīng)用，將上述探針分子溶解在四氫呋喃溶液中，配置成基于聯(lián)苯咪唑并[1,2-α]吡啶酮類化合物的稀溶液。上述稀溶液對dcn、nf和tca具有較好的識別作用，當溶液中的dcn、nf和tca濃度逐漸增加時，化合物的熒光強度逐漸降低。

21、本發(fā)明的有益效果：

22、本發(fā)明提供的一種新型的基于聯(lián)苯咪唑并[1,2-α]吡啶酮類熒光探針分子，在四氫呋喃溶液中具有良好的發(fā)光性能。并且上述的探針分子還具有良好的溶致變色行為以及粘度依賴性熒光發(fā)射行為。其中，熒光探針分子m1(r1＝r2＝r3＝h,n＝0)的熒光量子產(chǎn)率達到了0.47，其稀溶液能夠用于檢測有機農(nóng)藥dcn、nf和tca分子，尤其對dcn的檢測限為189ppb，遠低于《中國食品安全國家標準-食品中農(nóng)藥最大殘留限量》中的要求。這對于實際樣品中的dcn、nf和tca農(nóng)藥殘留檢測具有潛在的應(yīng)用價值。