伍 斌，沈 娟，曹 敏，馮志明*

(1.湖南師范大學(xué) 化學(xué)生物學(xué)及中藥分析省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，

N,N-二丙基異魯米諾的合成及其光譜性質(zhì)

伍 斌1，沈 娟1，曹 敏2，馮志明1*

(1.湖南師范大學(xué) 化學(xué)生物學(xué)及中藥分析省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，

湖南 長沙 410081；2.長沙理工大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，湖南 長沙 410076)

合成了異魯米諾衍生物N,N-二丙基異魯米諾，對其結(jié)構(gòu)和光譜性質(zhì)進(jìn)行了表征與研究。結(jié)果表明，pH=2～4時，N,N-二丙基異魯米諾有較強(qiáng)的熒光，且隨著pH值的增大熒光強(qiáng)度先增強(qiáng)后減弱，在pH=3時，熒光強(qiáng)度達(dá)到最強(qiáng)；pH=5～6時，熒光強(qiáng)度隨著pH值的增大逐漸減弱； pH=7～12時，熒光強(qiáng)度基本穩(wěn)定。在N,N-二丙基異魯米諾的濃度為0～50 μmol·L-1時，熒光強(qiáng)度隨濃度的增大而增強(qiáng)，線性擬合的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為y=4.5371+7.9074x，相關(guān)系數(shù)R2為0.9972。紫外吸收光譜表明，N,N-二丙基異魯米諾在296 nm處有很強(qiáng)的π→π*躍遷和苯環(huán)的重疊引起的B帶吸收峰，在200～240 nm處有羰基與苯環(huán)雙鍵共軛引起的較弱的K帶吸收峰。

N,N-二丙基異魯米諾；紫外吸收光譜；熒光強(qiáng)度

Synthesis and Spectral Properties ofN,N-Dipropylisoluminol

WU Bin1，SHEN Juan1，CAO Min2，F(xiàn)ENG Zhi-ming1*

化學(xué)發(fā)光免疫分析法既具有化學(xué)發(fā)光檢測的高靈敏性，又具有免疫分析法的特異性，檢測快速，試劑無放射危害，已廣泛應(yīng)用于抗原、半抗原和抗體的免疫檢測，為腫瘤標(biāo)志物等生物微量物質(zhì)的超微定量和定性分析開辟了新的途徑[1-6]。在眾多的化學(xué)發(fā)光試劑中，魯米諾(3-氨基鄰苯二甲酰肼)因較高的發(fā)光量子產(chǎn)率、較好的水溶性、可與多種氧化劑發(fā)生化學(xué)發(fā)光反應(yīng)等優(yōu)勢已成為應(yīng)用最廣泛的化學(xué)發(fā)光試劑。異魯米諾(4-氨基鄰苯二甲酰肼)發(fā)光量子產(chǎn)率雖只有魯米諾的10%，但經(jīng)過氨基烷基化后，其發(fā)光量子產(chǎn)率可提高數(shù)倍甚至數(shù)十倍以上，且發(fā)光穩(wěn)定性優(yōu)于魯米諾[7-8]。鑒于此，作者合成了N,N-二丙基異魯米諾，并對其結(jié)構(gòu)和光譜性質(zhì)進(jìn)行了表征和研究。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 試劑與儀器

所用試劑均為分析純，實(shí)驗(yàn)用水為二次蒸餾水。

F4500型熒光分光光度計(jì)，日立公司；PHS-3C型pH計(jì)，鄭州長城科工貿(mào)有限公司；UV-2450型紫外可見分光光度計(jì)，日本島津公司；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器，上海亞榮生化儀器廠。

1.2N,N-二丙基異魯米諾的合成

42.20 g(0.01 mol)4-硝基鄰苯二甲酸(Ⅰ)、60 g(0.05 mol)乙酸酐和2.1 g(0.02 mol)磷酸于187 ℃反應(yīng)3 h，冷卻至室溫，乙醚洗滌2次，干燥，得化合物Ⅱ(48.5 g，產(chǎn)率90%)。

48.25 g(0.25 mol)化合物Ⅱ和9.3 g(0.16 mol)尿素溶于40 mLN,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，167 ℃回流反應(yīng)4 h，冷卻至室溫，過濾，以3×100 mL冰飽和食鹽水洗滌濾餅，經(jīng)95%乙醇重結(jié)晶，干燥，得化合物Ⅲ(40.1 g，產(chǎn)率83.6%)。

9.6 g(0.05 mol)化合物Ⅲ、 5 g(0.05 mol)碳酸鉀和10.0 g(0.075 mol)碘甲烷溶于40 mL DMF中，167 ℃回流反應(yīng)3 h，冷卻至室溫，加入100 mL蒸餾水，抽濾，干燥，得化合物Ⅳ(7.0 g，產(chǎn)率74.8%)。

7.0 g(0.06 mol)化合物Ⅳ、41.2 g(0.06 mol)二氯亞錫溶于160 mL 15%鹽酸中，室溫反應(yīng)1 h，67 ℃反應(yīng)4 h。冷卻至室溫，過濾，用150 mL 5%NH3·H2O洗滌濾餅，干燥，得化合物Ⅴ(7.8 g，產(chǎn)率74%)。

3.5 g(0.02 mol)化合物Ⅴ溶于40 mL DMF中，緩慢滴加10.18 g(0.06 mol)碘丙烷，167 ℃回流反應(yīng)6 h，冷卻至室溫，減壓回收溶劑后經(jīng)柱層析(展開劑為乙酸乙酯∶石油醚=1∶4)分離，干燥，得化合物Ⅵ(2.22 g，產(chǎn)率42.3%)。

0.58 g(0.002 mol)化合物Ⅵ溶于40 mL無水乙醇中，緩慢滴加70.0 g(1.1 mol)80%水合肼，100 ℃下反應(yīng)6 h。冷卻至室溫，減壓回收溶劑，經(jīng)無水乙醇重結(jié)晶，真空干燥，得白色固體化合物Ⅶ(0.27 g，產(chǎn)率51.9%)。

2 結(jié)果與討論

2.1N,N-二丙基異魯米諾的結(jié)構(gòu)表征

N,N-二丙基異魯米諾：m.p.238～240 ℃；1HNMR(500 MHz，DMSO)，δ：11.09(s，2H)，7.82(d，J=9.0 Hz，1H)，7.16(m,J=9.0 Hz,1H)，7.00(s,1H),3.36(t,J=7.5 Hz,4H)，1.61～1.54(m,4H)，0.91(t,J=7.5 Hz,6H)；IR(KBr),ν,cm-1：3 450,3 010,2 680,1 670,1 520,750,630。

2.2N,N-二丙基異魯米諾的光譜性質(zhì)研究

2.2.1 pH值對熒光光譜的影響

以335 nm為激發(fā)波長、DMSO為溶劑，50 μmol·L-1N,N-二丙基異魯米諾在pH值為2～12的PBS緩沖溶液中的熒光光譜如圖1所示。

圖1 pH值對N,N-二丙基異魯米諾熒光強(qiáng)度的影響

由圖1可以看出：pH=2～4時,N,N-二丙基異魯米諾有較強(qiáng)的熒光，熒光強(qiáng)度隨著pH值的增大先增強(qiáng)后減弱，在pH=3時熒光強(qiáng)度達(dá)到最強(qiáng)；pH=5～6時,熒光強(qiáng)度隨著pH值的增大逐漸減弱；pH=7～12時，熒光強(qiáng)度基本穩(wěn)定。表明N,N-二丙基異魯米諾的熒光強(qiáng)度在pH=2～6時受酸度影響較大，在中性及堿性條件下其熒光強(qiáng)度基本穩(wěn)定。因此，本實(shí)驗(yàn)選擇在pH值為7.35～7.45時考察N,N-二丙基異魯米諾濃度對熒光強(qiáng)度的影響以及測定其紫外吸收光譜。

2.2.2 濃度對熒光強(qiáng)度的影響

以335 nm為激發(fā)波長、DMSO為溶劑，考察N,N-二丙基異魯米諾濃度在0～50 μmol·L-1范圍內(nèi)對熒光強(qiáng)度的影響，結(jié)果如圖2所示。

圖2 濃度對N,N-二丙基異魯米諾熒光強(qiáng)度的影響

由圖2可以看出，N,N-二丙基異魯米諾的熒光強(qiáng)度隨其濃度的增大而增強(qiáng)，當(dāng)濃度為50 μmol·L-1時，熒光強(qiáng)度最強(qiáng)。因此，本實(shí)驗(yàn)選擇N,N-二丙基異魯米諾濃度為50 μmol·L-1時考察其光譜性質(zhì)。

在pH值為7.45的PBS緩沖液中，N,N-二丙基異魯米諾的標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖3所示。

圖3 N,N-二丙基異魯米諾溶液的標(biāo)準(zhǔn)曲線

經(jīng)線性擬合得到標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為y=4.5371+7.9074x，相關(guān)系數(shù)R2為0.9972。因此，在濃度0～50 μmol·L-1范圍內(nèi)，N,N-二丙基異魯米諾的熒光強(qiáng)度與其濃度線性關(guān)系良好，可用于光譜分析。

2.2.3 紫外吸收光譜

以DMSO為溶劑，50 μmol·L-1N,N-二丙基異魯米諾的紫外吸收光譜如圖4所示。

圖4 N,N-二丙基異魯米諾的紫外吸收光譜

由圖4可以看出，N,N-二丙基異魯米諾的紫外吸收光譜在296 nm處有由π→π*躍遷和苯環(huán)的重疊引起的強(qiáng)的B帶吸收峰；在200～240 nm處有羰基與苯環(huán)的雙鍵共軛引起的較弱的K帶吸收峰。

3 結(jié)論

合成了化合物N,N-二丙基異魯米諾，并對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，探究了pH值、濃度對其熒光強(qiáng)度的影響。pH=2～6時，N,N-二丙基異魯米諾溶液熒光強(qiáng)度受酸度影響較大，在中性及堿性環(huán)境中熒光強(qiáng)度基本穩(wěn)定。當(dāng)濃度在0～50 μmol·L-1范圍內(nèi)，其熒光強(qiáng)度隨著濃度的增大而增強(qiáng)。紫外吸收光譜表明，N,N-二丙基異魯米諾在200～240 nm、296 nm處都有特征吸收峰。

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(1.KeyLaboratoryofChemicalBiology&TraditionalChineseMedicineResearchof

MinistryofEducation，HunanNormalUniversity，Changsha410081,China;2.Schoolof

Economics&Management，ChangshaUniversityofScience&Technology，Changsha410076，China)

IsoluminolderivativeN,N-dipropylisoluminolwassynthesized,itsstructurewascharacterized,anditsspectralpropertieswerestudied.WhenpH=2～4,N,N-dipropylisoluminolhadstrongfluorescence,andthefluorescenceintensityincreasedfirstlyandthenweakenedwiththeincreasingofpHvalue,whenpH=3,thefluorescenceintensitywasthestrongest;whenpH=5～6,thefluorescenceintensitygraduallyweakenedwiththeincreasingofpHvalue;whenpH=7～12,thefluorescenceintensitywasbasicallystable.WhentheconcentrationofN,N-dipropylisoluminolwas0～50μmol·L-1,thefluorescenceintensityincreasedwiththeincreasingoftheconcentration.Thestandardcurveequationoflinearfittingwasy=4.5371+7.9074x,andthecorrelationcoefficientR2was0.9972.Ultravioletabsorptionspectrumshowedthat,N,N-dipropylisoluminolhadstrongπ→π*transitionandBbandabsorptionpeakcausedbyoverlappingbenzeneringat296nm,andconjugateweakKbandabsorptionpeakbetweencarbonylandthedoublebondofbenzeneringat200～240nm.

N,N-dipropylisoluminol;ultravioletabsorptionspectrum;fluorescenceintensity

2016-10-06

伍斌(1991-)，男，湖南邵陽人，碩士研究生，研究方向：有機(jī)合成，E-mail:531179186@qq.com；通訊作者：馮志明，副教授，E-mail:fengzhiming@163.com。

10.3969/j.issn.1672-5425.2017.02.010

TQ 422 O 621.22

A

1672-5425(2017)02-0042-03

伍斌，沈娟，曹敏，等.N,N-二丙基異魯米諾的合成及其光譜性質(zhì)[J].化學(xué)與生物工程，2017，34(2)：42-44.