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香豆素是一种很好的荧光材料,具有优异的光化学以及光物理性质,广泛应用于荧光探针领域。合成香豆素类化合物的方法主要包括Perkin、Pechmann、Wittig、 Knovengel等反应,前三种方法收率较低,副产物较多,反应温度很高。为了得到收率高、反应条件温和、合成简单、后处理简单和成本较低的合成方法,本文采用Knovengel反应合成香豆素类化合物。以往用来检测氨基酸、多肽及蛋白质的香豆素荧光探针结构复杂,荧光效果较差,本文用合成的这些结构简单的香豆素类化合物作荧光探针,荧光检测效果显著,具有很高的研究价值和社会价值。主要内容如下: 1、系统地研究了用Knovengel合成香豆素类化合物的反应。以2,4-二羰基苯甲醛与乙酰乙酸乙酯合成3-乙酰基-7-羟基香豆素为模型反应,优化了反应条件。确定了最佳反应条件为:以无水乙醇作溶剂,用六氢吡啶促进反应,在50℃下反应1.5 h,2,4-二羰基苯甲醛与乙酰乙酸乙酯的摩尔比为1∶1.2,2,4-二羰基苯甲醛与催化剂六氢吡啶的摩尔比为1∶0.425,反应收率为72.67%。然后进行了底物拓展,高效合成了3-乙酰基-7羟基香豆素、3-苯甲酰基-7-羟基香豆素、3-乙酰基香豆素和3-苯甲酰基香豆素等4种香豆素类化合物,表明该方法具有很好的官能团耐受性和选择性。以上合成的化合物均通过1HNMR进行了物质结构表征分析,来确定合成的物质为最终需要的目标产物。 2、研究了3种带羟基香豆素类化合物与聚乙二醇醚化合成长链的香豆素类化合物。反应条件为:在氮气保护下,以四氢呋喃作溶剂,用三苯基膦和偶氮二甲酸二乙酯促进反应,在冰水浴中反应24 h,羟基香豆素与聚乙二醇的摩尔比为1∶5,3-乙酰基-7-聚乙二醇单醚基香豆素7-聚乙二醇单醚基香豆素和3-苯甲酰基-7-聚乙二醇单醚基香豆素反应收率分别为48.38%、57.32%和68.57%。以上合成的长链的香豆素类化合物均通过IR进行了物质结构表征分析,来确定合成的物质为最终需要的目标产物。 3、将合成的7种带有特殊官能团的香豆素类化合物制作成荧光探针用来对氨基酸、多肽及蛋白质进行荧光检测。用乙腈溶剂溶解香豆素荧光探针,蒸馏水溶解氨基酸、多肽与水解角蛋白。在10×10-6 mol·L-1荧光探针浓度下等浓度对20种必需氨基酸、还原型与氧化型谷胱甘肽及水解角蛋白荧光检测。用蒸馏水作空白对照,得到了具体的最大发射波长和荧光强度,并且发射波长和荧光强度都发生的较明显的变化。实验结果显示,在荧光探针中加入氨基酸、多肽和蛋白质时,3-乙酰基-7羟基香豆素和3-乙酰基-7-聚乙二醇单醚香豆素发射波长都发生蓝移,荧光强度都增加。3-苯甲酰-7-羟基香豆素、3-乙酰基香豆素、3-苯甲酰基香豆素和3-苯甲酰基-7-聚乙二醇单醚香豆素发射波长都发生蓝移,荧光强度都减弱。7-聚乙二醇单醚香豆素发射波长有的蓝移有的红移,荧光强度都增强。本研究为氨基酸、多肽及蛋白质提供了一种新的检测方法,具有很大的研究价值。