對cl-20有傳感功能的熒光小分子探針及制備方法、使用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種對CL-20有傳感功能的熒光小分子探針及其制備方法和使用方法，熒光小分子探針為4-甲基哌嗪-1,8-萘酰亞胺-γ-環(huán)糊精，首先用γ-環(huán)糊精、對甲苯磺酰氯制備對甲苯磺?；?γ-環(huán)糊精，然后用對甲苯磺?；?γ-環(huán)糊精、NaN3制備N3-γ-環(huán)糊精，N3-γ-環(huán)糊精再與N-炔丙基-4-甲基哌嗪-1,8-萘酰亞胺、Cu(PPh3)3Br反應(yīng)制得熒光小分子探針，用于檢測CL-20，本方法利用熒光量子產(chǎn)率較高的1，8-萘酰亞胺制備材料制得的小分子探針具有更高的檢測限和靈敏度。Click反應(yīng)可以保證熒光材料在水溶液中的穩(wěn)定性從而提高檢測靈敏度。本發(fā)明提供的熒光小分子材料具有合成簡單和容易大量合成的特點，這為消除深層潛在的恐怖威脅提供技術(shù)支撐。
【專利說明】對CL-20有傳感功能的熒光小分子探針及制備方法、使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實施方式涉及化工領(lǐng)域小分子探針的制備，更具體地，本發(fā)明的實施方式涉及一種在水溶液中對CL-20有傳感功能的熒光小分子探針及其制備方法和使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]CL-20等高能、高密度的聚硝銨化合物是一種新型的含能材料。對CL-20的檢測對國土安全，軍事行動和環(huán)境檢測具有重要意義。目前已有多種方法用于CL-20的檢測，如高效液相色譜、質(zhì)譜、毛細管電泳等。這些方法展現(xiàn)了良好的檢測限和寬的線性范圍，然而使用這些方法時，常常需要費用高昂的設(shè)備或進行繁瑣的樣品預(yù)處理。
[0003]基于熒光增強的熒光傳感器可以很好地用于爆炸物的檢測。因為這種傳感器選擇性和靈敏度高并能降低干擾因素影響。熒光材料1，8_萘酰亞胺及其衍生物在水溶液中對硝基芳烴爆炸物的檢測主要通過π-π作用和靜電相互作用。然而這種方法在水溶液中對C1-20的檢測是不可行的，因為水溶液的強極性將破壞捕獲C1-20的驅(qū)動力。為了增強在水溶液中對C1-20的結(jié)合能力，必須在1，8-萘酰亞胺檢測系統(tǒng)中引入一種對(^-20進行有效結(jié)合的結(jié)合位點。
[0004]環(huán)糊精是一種重要的大環(huán)主體，它具有一些重要的性質(zhì)如水溶性、無毒、易于修飾和與客體分子如熒光染料形成絡(luò)合物。熒光染料與環(huán)糊精的包合作用易引起其熒光性能的顯著變化，特別是熒光強度的變化。相反，它的解析過程則可以恢復(fù)這種變化，其過程能夠被精確的監(jiān)測并用于分析物 的檢測。目前，通過共價鍵連接的環(huán)糊精/染料配合物已經(jīng)成功的應(yīng)用于分析物的檢測。例如芘，萘，丹酰，萘酰亞胺等熒光團修飾的環(huán)糊精衍生物已用于有機分子的檢測。在檢測過程中，環(huán)糊精孔作為結(jié)合位點，熒光團為信號單元。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種在水溶液中對CL-20有傳感功能的熒光小分子探針及其制備方法、使用方法的實施方式，該熒光小分子探針在水溶液中對CL-20具有強捕獲能力，能夠簡便快捷的對CL-20進行檢測而不需要費用高昂的設(shè)備和繁瑣的樣品預(yù)處理。
[0006]為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明的一種實施方式采用以下技術(shù)方案:
[0007]—種在水溶液中對CL-20有傳感功能的熒光小分子探針，所述熒光小分子探針是
4-甲基哌嗪-1，8-萘酰亞胺-Y -環(huán)糊精，具體結(jié)構(gòu)如下:
[0008]
【權(quán)利要求】
1.一種對CL-20有傳感功能的熒光小分子探針，其特征在于:所述熒光小分子探針是4-甲基哌嗪-1，8-萘酰亞胺-Y -環(huán)糊精，具體結(jié)構(gòu)如下:
2.—種對CL-20有傳感功能的熒光小分子探針的制備方法，其特征在于:其制備方法包括如下步驟: (1)將Y-環(huán)糊精分散于適量水中，并在冰水浴中緩慢滴加氫氧化鈉的乙腈溶液，當溶液完全澄清時再緩慢滴加對甲苯磺酰氯的乙腈溶液，此時有白色沉淀出現(xiàn)，滴加完畢后在室溫下反應(yīng)3.5~4.5h,調(diào)節(jié)pH值至5.8~6.2，經(jīng)過濾、重結(jié)晶，得到對甲苯磺?；?Y -環(huán)糊精，所述Y -環(huán)糊精、氫氧化鈉、對甲苯磺酰氯的摩爾比為1: 1.2~1.3:1.4~1.5 ； (2)將對甲苯磺?；?Y-環(huán)糊精溶于適量DMF中，再加入疊氮化鈉，在氮氣保護，104~108°C下反應(yīng)3.5~4.5h后，經(jīng)沉降、過濾、重結(jié)晶得到6 y OTN3，所述的對甲苯磺?；?Y -環(huán)糊精與疊氮化鈉的摩爾比為1: 1.5~2.5 ; (3)將4-溴-1，8-萘二甲酸酐溶于適量吡啶中，完全溶解后加入4-甲基哌嗪和三乙胺，回流7.5~8.5h，經(jīng)濃縮，沉降，過濾得到4-甲基哌嗪-1，8-萘二甲酸酐，所述的4-溴-1，8-萘二甲酸酐、4-甲基哌嗪和三乙胺的摩爾比為1:1.2~1.5:0.001- 0.002 ； (4)將4-甲基哌嗪-1，8-萘二甲酸酐分散于乙醇中，在氮氣保護下加入2-炔丙基-1-胺，將混合物回流5.5~6.5h，過濾后用冰凍的無水乙醇洗滌得到N-炔丙基-4-甲基哌嗪-1，8-萘酰亞胺，所述的4-甲基哌嗪-1，8-萘二甲酸酐與2-炔丙基-1-胺的摩爾比為1:1.1~1.3 ; (5)將6YCDN3' N-炔丙基-4-甲基哌嗪-1，8-萘酰亞胺，Cu(PPh3)溶于適量DMF中，在氮氣保護，50~60°C下反應(yīng)11.5~12.5h，經(jīng)沉降、過濾、重結(jié)晶后得4-甲基哌嗪-1，8-萘酰亞胺-環(huán)糊精，所述的6 Y⑶N3, N-炔丙基-4-甲基哌嗪-1，8-萘酰亞胺，Cu(pph3)3Br 的摩爾比為 1:1:0.02。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的對CL-20有傳感功能的熒光小分子探針的制備方法，其特征在于:所述6 Y OTN3的結(jié)構(gòu)為:

4.一種對CL-20有傳感功能的熒光小分子探針的使用方法，其特征在于:包含以下步驟:a.制備檢測反應(yīng)體系:體系總體積為3mL，其中熒光小分子探針的濃度為`1.2Xl(T4mol/L，余量為水； b.CL-20的檢測:以390nm為熒光激發(fā)波長，390~650nm為熒光檢測波長，對加入了CL-20的檢測反應(yīng)體系進行熒光檢測； c.記錄各檢測反應(yīng)體系的熒光檢測曲線。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述對CL-20有傳感功能的熒光小分子探針的使用方法，其特征在于:所述CL-20的熒光檢測限為7.7X l(Tmol/L。
6.一種對CL-20有傳感功能的熒光小分子探針的應(yīng)用，其特征在于:用于檢測CL-20的濃度。
【文檔編號】C09K11/06GK103923636SQ201410140349
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月9日
【發(fā)明者】趙川德 申請人:中國工程物理研究院化工材料研究所