郭冰苑　趙崗　光善儀　徐洪耀

摘 要：以對氨基苯甲酸甲酯和水合肼為原料，經(jīng)酰胺化反應制得對氨基苯甲酸甲酰胺與水楊醛還原氨化反應生成水楊醛類席夫堿1，化合物1在丙酮溶劑中與三聚氯氰親核取代得到一縮產(chǎn)物對氨基苯甲酰水楊醛肼腙三嗪產(chǎn)物2，然后以熒光素和水合肼的合成產(chǎn)物熒光素酰肼3與化合物2在四氫呋喃溶液中45～50 ℃反應得到目標產(chǎn)物二縮產(chǎn)物熒光素酰肼三嗪水楊醛席夫堿4，并通過IR與1H NMR對其結(jié)構(gòu)進行表征。

關(guān) 鍵 詞：水楊醛；熒光素；席夫堿；合成

中圖分類號：TQ 201 文獻標識碼： A 文章編號： 1671-0460（2017）07-1284-03

Synthesis of Salicylaldehyde Schiff Base Functionalized Fluorescein Compounds

GUO Bing-yuan1， ZHAO Gang2， GUANG Shan-yi1*， XV Hong-yao2

（1. College of Chemistry，Chemical Engineering and Biotechnology， Donghua University， Shanghai 201620， China；

2. College of Materials Science and Technology， Donghua University， Shanghai 201620， China）

Abstract： Schiff base（1） was prepared by reductive ammoniation reaction of salicylaldehyde and aminobenzoic acid formamide which was synthesized by amidation reaction of methyl p-aminobenzoate and hydrazine hydrate. The Schiff base（1） reacted with cyanuric chloride in acetone solvent to obtain condensed product， p-aminobenzoatesalicylaldehyde hydrazine triazine （2）. Fluorescein and hydrazine hydrate were used as raw materials to obtain the fluorescein hydrazide （3） by static ring-closing reaction. Compound （2） further reacted with compound （3） in tetrahydrofuran at 45～50 °C to obtain target product， Schiff base（4）. Its structure was characterized by IR， 1H NMR.

Key words： Salicylaldehyde； Fluorescein； Schiff base； Synthesis

熒光素及其衍生物屬于呫噸類熒光探針[1]。由于熒光素都存在苯環(huán)間氧橋使分子具有大的剛性共平面結(jié)構(gòu)，使其具有良好的光譜性質(zhì)，如較大的摩爾吸光系數(shù)、可見光區(qū)內(nèi)較長的激發(fā)和發(fā)射波長、光穩(wěn)定性強以及高熒光量子產(chǎn)率等，具有很高的研究和商業(yè)價值[2，3]。故以熒光素為母體，引入不同的官能團對其結(jié)構(gòu)進行修飾被用于廣泛研究。席夫堿是由活潑羰基與氨基縮合而來的一類有機化合物[4]。由于其C=N基團的雜化軌道上的N原子含有孤對電子，具有好的配位能力，能以氮、氧原子進行配位與過渡金屬形成復雜的化合物，其結(jié)構(gòu)又非常接近生物體系，此外席夫堿左右都可引入各類功能基團使其在應用上具有多樣性，在分析化學、藥物化學、催化劑等領(lǐng)域都有很好的性能[5]。而水楊醛類席夫堿化合物是具有席夫堿的優(yōu)良性質(zhì)擁有良好的配位性，能與金屬配合。同時具有水楊醛的優(yōu)良性質(zhì)具有變色性能，與其獨特的互變異構(gòu)特性，逐漸成為研究的熱點[6]。

三聚氯氰具有獨特的結(jié)構(gòu)與反應特性，含氮的的六元雜環(huán)上的 3 個氯原子均具有反應活性且具有活性程度不同，可通過控制反應溫度和pH，實現(xiàn)分步進行反應[7-9]，因此可作為橋基連接熒光素與水楊醛席夫堿。

本文以對氨基苯甲酸甲酯和水合肼為原料，經(jīng)酰胺化反應后，再與水楊醛還原氨化反應得到水楊醛類席夫堿1；化合物1在丙酮溶劑中與三聚氯氰經(jīng)縮合取代得到一縮產(chǎn)物對氨基苯甲酰水楊醛肼腙三嗪2；以熒光素和水合肼為原料，經(jīng)靜閉環(huán)反應制得熒光素酰肼3，化合物2進一步在四氫呋喃中與化合物3在45～50 ℃發(fā)生取代反應生成二縮產(chǎn)物熒光素酰肼三嗪水楊醛席夫堿4，其結(jié)構(gòu)通過IR與1HNMR進行表征。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

Bruker Avance 400型核磁共振儀（DMSO-d6為溶劑，TMS 為內(nèi)標）；Nicolet 6700 型傅里葉變換紅外光譜儀（KBr壓片）。

化合物1和2參考文獻[7，8]方法合成；所用試劑均為分析純。

1.2 合成

1.2.1 熒光素酰肼（3）的合成

參考文獻[9]稱取1. 00 g熒光素置于100 mL圓底燒瓶中，加入30 mL無水乙醇使其溶解，然后向其中滴加 3. 0 mL 水合肼，攪拌回流 8 h，停止反應并冷卻，經(jīng)旋蒸去除溶劑，再用甲醇重結(jié)晶，干燥后得灰白色固體粉末0. 74 g，產(chǎn)率 71%。

1.2.2 熒光素酰肼三嗪水楊醛席夫堿（4）的合成

將69.68 mg （0.2 mmol）熒光素酰肼（3）溶于10.0 mL的THF中，用磁力攪拌器攪拌使其溶解。并在油浴中加熱至40～45 ℃，用15.0 mL的THF 80.64 mg（0.2 mmol）對氨基苯甲酰水楊醛肼腙三嗪（2）溶解，倒入滴液漏斗中，并緩慢滴加到三口燒瓶中，攪拌1 h，用滴液漏斗將0.085 g（1 mmol） NaHCO3溶液逐滴加入。反應3 h后，抽濾，除去部分溶劑，在緩慢滴加到200.0 mL的石油醚中，得到白色沉淀，抽濾，重復三次，放入40 ℃的真空干燥箱里烘干至恒重，得到白色固體粉末分子熒光素酰肼三嗪水楊醛席夫堿，產(chǎn)率69.0%。FTIR（KBr）：=3 440 cm-1（OH）；3290 cm-1（NH）；1 670 cm-1（C=O）；2 960 cm-1，1 610 cm-1，1 550 cm-1（Ar-H）；1 170 cm-1，1 110 cm-1（C=N）； 806 cm-1（-Cl）1H-NMR（400 MHz， DMSO， ppm）： 6.20～ 6.35（2H，m），6.40～6.45（1H，s），6.50～6.60（1H，m），6.80～6.85（2H，s），6.90～6.97（1H，m），7.36～7.45（3H，m），7.60～7.66（2H，m），7.76～7.80（1H，m），7.94～8.01（2H，m），9.80（3H，s），11.52（1H，s）。

2 結(jié)果與討論

2.1 合成

在進行三聚氯氰的一縮反應時的溫度對反應有較大的影響，一縮反應時控制在0～5 ℃下進行。保證體系無水且N2保護[10，11]。為了保證4-氨基水楊醛苯甲酰肼腙能完全反應，三聚氯氰需過量5%～10%。一縮反應的時間會根據(jù)氨基化合物活性的不同，反應時間一般控制在1～3 h。進行二縮反應時，因三聚氯氰第二個氯原子的反應活潑性相對比較惰性，二縮反應時的溫度需適當提高。控制在40～45 ℃，反應時間一般控制在2～6 h。而第三個氯的反應溫度在80～100 ℃下活化，在得到化合物4后，要在低溫真空干燥箱中烘干（圖1）。

2.2 表征

對氨基苯甲酰水楊醛肼腙三嗪2與熒光素酰肼3取代反應得到熒光素酰肼三嗪水楊醛席夫堿4。通過IR分析說明，4對比3的紅外光譜圖來看，由于水楊醛席夫堿的接入使原本羰基的C=O伸縮振動1 690 cm-1處移動至1 700 cm-1；由于三嗪環(huán)接入使1 510、1 450 cm-1處共軛芳香環(huán)的骨架振動移動至1 560、1 440；1 230 cm-1處為水楊醛席夫堿的C-N鍵的特征吸收峰，接入3后的4紅外圖譜中，由于OH的接入使3 430 cm-1處峰強度相對更強更寬。由于分子結(jié)構(gòu)整體共軛性的增強，同時誘導作用推拉電子向高波數(shù)移動（圖2）。

通過1HNMR分析表明，4對比3的核磁譜圖來看，4在δ11.40、δ9.19、δ8.66、δ7.98、δ7.26處相比于3產(chǎn)生以上這些新的化學位移，主要是由于2與3發(fā)生取代反應得到的4既具有熒光素酰肼的特征峰，也具有對氨基苯甲酰水楊醛肼腙三嗪的特征峰（圖3）。

3 結(jié) 論

成功合成以熒光素酰肼和對氨基苯甲酰水楊醛肼腙在三聚氯氰為橋基的新型功能性化合物。該反應條件溫和，通過控制反應溫度與計量比使產(chǎn)物易純化且產(chǎn)率高，為類似化合物的合成可提供借鑒。

參考文獻：

[1]Xu J H， Hou Y M， Ma Q J.A Highly Selective Fluorescent Probe for Cu2+ Based on Rhodamine B Derivative[J]. Spectrochimica Acta Part A： Molecular and Biomolecular Spectroscopy， 2014， 124： 416–422.

[2]莊會榮， 馮尚彩， 平梅. 羅丹明類染料在分析化學中的應用進展[J]. 理化檢驗-化學分冊， 2007， 37： 143-146.

[3]Yang W C， Schmerr M J， Yeung E S. Capillary Electrophoresis-Based Noncompetitive lmmunoassay for the Prion Protein Using Fluorescein-Labeled Protein A as a Fluorescent Probe [J]. Anal Chem， 2005， 77（14）： 4489-4494.

[4]Sasaki H， Hanaoka K， Urano Y. Design and Synthesis of a Novel Fluorescence Probe for Zn2+ based on The Spirolactam Ring-opening Process of Rhodamine Derivatives [J]. Bioorganic & Medicinal Chemistry， 2011， 19： 1072-1078.

[5]鄭允飛， 陳文納， 李德昌， 等. Schiff 堿及其配合物的應用研究進展[J]. 化工技術(shù)與開發(fā)， 2004， 33（4）： 26-29.

[6]Kim H， Rao B A， Jeong J W， et al. A highly selective dual-channel Cu2+ and Al3+ chemodosimeter in aqueous systems： sensing in living cells and microfluidic flows [J]. Sensors and Actuators B： Chemical， 2015， 210： 173-182.

[7]Lu J， Qi X， Yue T， et al. Synthesis and photophysical properties of tripod BODIPY dyes bearing mono-phenolic derivatives[J]. Tetrahedron， 2015， 71（8）： 1304-1310.

[8]Lazarides T， Charalambidis G， Vuillamy A， et al. Promising Fast Energy Transfer System via an Easy Synthesis： Bodipy–Porphyrin Dyads Connected via a Cyanuric Chloride Bridge， Their Synthesis， and Electrochemical and Photophysical Investigations[J]. Inorganic chemistry， 2011， 50（18）： 8926-8936.

[9]Kusic H， Koprivanac N， Bozic A L. Environmental aspects on the photodegradation of reactive triazine dyes in aqueous media[J]. Journal of Photochemistry and Photobiology A： Chemistry， 2013， 252： 131-144.

[10]張月華， 光善儀， 郗嬌嬌， 等. 一種以三聚氯氰為橋基的新型小分子功能活性染料的合成[J]. 合成化學， 2016， 24（9）： 804-807.

[11]Ke F， Chen H， Guang S， et al. Functional silk fabric for detection and absorption of Zn （II）[J]. Journal of Applied Polymer Science， 2016， 133（41）.

[12]Zhang J， Zhang L， Wei Y， et al. A selectively fluorescein-based colorimetric probe for detecting copper （II） ion[J]. Spectrochimica Acta Part A： Molecular and Biomolecular Spectroscopy， 2014， 122： 731-736.

[13]孫艷， 宮國梁， 趙德豐. 含三嗪類基團抗紫外輻射活性染料的合成與應用性能[J]. 染料與染色， 2008， 45（2）： 14-17.

[14]陳義， 張艷， 曾晞， 等. 羅丹明-三嗪衍生物的合成及探針性質(zhì)[J]. 高等學?；瘜W學報， 2013， 34（7）： 1598-1605.

科學家警告：遏制二氧化碳排放只剩三年時間

英國《自然》雜志日前發(fā)表評論文章稱，全球60多位著名科學家、商業(yè)領(lǐng)袖、政策領(lǐng)導人等警告說，我們只有3年時間可以扭轉(zhuǎn)全球二氧化碳排放形勢。7月7日至8日即將在漢堡召開的G20峰會前夕，科學家們?yōu)榕まD(zhuǎn)全球碳排放形勢提出6個里程碑，“以免為時已晚”。

評論文章作者認為，雖然面臨一定阻力，如美國總統(tǒng)特朗普宣布美國將退出巴黎氣候協(xié)定，但是全球已經(jīng)蓄力待發(fā)，向低碳經(jīng)濟轉(zhuǎn)變是不可避免的。

全球因燃燒化石燃料而排放的二氧化碳在經(jīng)歷了幾十年的增長后，在過去的3年里穩(wěn)定了下來，這是一個良好的跡象，表明為緩解氣候變化所制定的政策、所做的投資正在取得成效。但是，我們還要加快步伐?！笆玛P(guān)氣候變化，時間就是一切。”文章聯(lián)署者們寫道，如果二氧化碳排放量每年持續(xù)增長，至2020年以后，即使保持持平，巴黎協(xié)定設(shè)定的溫度控制目標也幾乎是無法實現(xiàn)的。

聯(lián)合國氣候變化框架公約前負責人克里斯蒂安娜·菲格雷斯及其他共同作者，此次提出了2020年的減排里程碑，共涉及6個板塊——能源、基礎(chǔ)設(shè)施、交通運輸、土地使用、產(chǎn)業(yè)和金融，這些領(lǐng)域有望在減排方面快速取得重大突破。他們呼吁參加G20峰會的各國領(lǐng)導人，將2020年作為大力推進氣候變化工作的關(guān)鍵年，并支持金融機構(gòu)制定完全去碳化的策略。

克里斯蒂安娜·菲格雷斯也是此次“2020任務”（Mission 2020）的召集人。該任務是一個涉及范圍廣泛的活動，希望各方立即行動起來，確保到2020年碳排放量開始下降。