一種吡唑并吡啶衍生物及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及雜環(huán)化合物技術(shù)領(lǐng)域，具體屬于一種吡唑并吡啶衍生物及其制備方 法，以及該化合物在檢測(cè)Hg2+中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 汞是一種毒性極強(qiáng)的重金屬。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，汞的用途非常廣泛，例如有色金 屬的提取，汞燈、電極、科學(xué)儀器、以及藥物的制造等。由于汞的揮發(fā)性導(dǎo)致其在自然界中普 遍存在，嚴(yán)重危害人體健康。汞及其化合物可以通過(guò)皮膚、消化道或呼吸道直接進(jìn)入人體， 也可以通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體，從而毒害人的中樞神經(jīng)系統(tǒng)、腎臟、口腔以及皮膚等。因此， Hg2+的定量檢測(cè)在藥品、食品、臨床和環(huán)境檢測(cè)方面是非常重要的。
[0003] 目前，常用的Hg2+的檢測(cè)方法有：分光光度法、原子發(fā)射光譜法、原子吸收光譜法、 氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法、X射線熒光光譜法、等離子體感應(yīng)光譜譜法、電化學(xué)方法和 熒光法等，其中熒光法由于具有操作簡(jiǎn)單、靈敏度高、能夠?qū)崟r(shí)、在線、原位檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，從 眾多Hg2+檢測(cè)方法中脫穎而出，成為目前被廣泛采用的檢測(cè)Hg2+的方法。在過(guò)去的幾十年 中，人們利用Hg2+的配位作用以及Hg2+參與的一些特殊反應(yīng)，如誘導(dǎo)羅丹明內(nèi)酰胺環(huán)開(kāi)環(huán)反 應(yīng)、脫硫（硒）反應(yīng)和加汞化反應(yīng)等，設(shè)計(jì)合成了許多檢測(cè)Hg2+的熒光探針。但是大多數(shù)文 獻(xiàn)報(bào)道的汞離子熒光探針存在制備方法繁瑣、操作復(fù)雜、有時(shí)需要借助掩蔽劑消除干擾等 缺點(diǎn)，因此，設(shè)計(jì)合成在環(huán)境生命體系中能高靈敏度、高選擇性地檢測(cè)汞離子的熒光探針， 仍是該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種吡唑并吡啶衍生物及其制備方法，該方法原料易得，制 備方便。
[0005] 本發(fā)明的另一目的是提供吡唑并吡啶衍生物的應(yīng)用，將該化合物作為熒光探針定 量檢測(cè)Hg2+。
[0006] 本發(fā)明提供的一種吡唑并吡啶衍生物，是2-(2-羥基異丙基）_吡唑并[l，5_a]吡 啶-3-甲叉基丙二腈，其結(jié)構(gòu)式為：
[0007]
[0008]本發(fā)明提供的一種吡唑并吡哫衍生物的制備萬(wàn)法，是以1-氨基吡啶碘化物為起 始原料，與4-羥基-4-甲基-2-戊炔酸甲酯反應(yīng)得到2- (2-羥基異丙基）-吡唑并[1，5-a] 吡啶-3-甲酸甲酯，然后經(jīng)氫化鋁鋰還原，再經(jīng)二氧化錳氧化得到2-(2-羥基異丙基）-吡 唑并[l，5-a]吡啶-3-甲醛，再與丙二腈反應(yīng)制得2-(2-羥基異丙基）-吡唑并[l，5-a]吡 啶-3-甲叉基丙二腈，其制備過(guò)程的反應(yīng)式如下：
[0009]
[0010] 本發(fā)明的制備方法的步驟如下：
[0011] (1) 2- (2-羥基異丙基）-吡唑并[1，5-a]吡啶-3-甲酸甲酯的制備：將4-羥 基-4-甲基-2-戊炔酸甲酯溶于丙酮中，然后加入等摩爾量的1 一氨基吡啶碘化物和1.2 倍摩爾量的碳酸鉀，加熱回流反應(yīng)8小時(shí)，冷卻，過(guò)濾掉碳酸鉀，濾液減壓濃縮，殘留物柱色 譜分離得2-(2-羥基異丙基）-吡唑并[1，5-a]吡啶-3-甲酸甲酯。
[0012] (2)2-(2-羥基異丙基）-吡唑并[l，5-a]吡啶-3-甲醛的制備：將2-(2-羥基異 丙基）_吡唑并[l，5-a]吡啶-3-甲酸甲酯溶于四氫呋喃中，冰水浴冷卻至0°C，分批加入 等摩爾量的氫化鋁鋰，控制加料速度使反應(yīng)體系的溫度保持在〇±2°C。加完后室溫?cái)嚢璺?應(yīng)16小時(shí)。然后往反應(yīng)體系中緩慢滴加水至沒(méi)有氣體產(chǎn)生為止，過(guò)濾，濾液減壓濃縮得還 原產(chǎn)物；將所得還原產(chǎn)物溶于乙腈中，加入3倍摩爾量的二氧化錳，加熱回流反應(yīng)12小時(shí)。 冷卻，抽濾掉二氧化錳，濾液減壓濃縮，殘留物柱色譜分離得2-(2-羥基異丙基）-吡唑并 [1，5-a]吡啶-3-甲醛。
[0013] (3)將2-(2-羥基異丙基）_吡唑并[1，5-a]吡啶-3-甲醛和等摩爾量的丙二腈加 到水中，再加入0. 1倍摩爾量的1-甲基咪唑，室溫?cái)嚢璺磻?yīng)12小時(shí)，過(guò)濾得2-(2-羥基異 丙基）_吡唑并[1，5-a]吡啶-3-甲叉基丙二腈。
[0014] 本發(fā)明的吡唑并吡啶衍生物可作為熒光探針在定量檢測(cè)Hg2+中應(yīng)用。
[0015] 本發(fā)明提供的一種吡唑并吡啶衍生物定量檢測(cè)Hg2+的方法，包括如下步驟：
[0016] (1)用乙腈配制ImM2-(2-羥基異丙基）-吡唑并[1，5-a]吡啶-3-甲叉基丙二腈 的熒光探針儲(chǔ)備液；用蒸餾水配制〇.ImM的Hg2+溶液。
[0017] (2)將2mLHEPES緩沖液（pH= 7. 0)和50μL熒光探針儲(chǔ)備液加入熒光比色皿 中，在熒光分光光度儀上測(cè)定探針的起始熒光強(qiáng)度（F。)，然后逐漸加入不同體積的Hg2+水 溶液，在熒光分光光度儀上測(cè)定其熒光強(qiáng)度（F)，隨著Hg2+的加入，探針在366nm和430nm處 的熒光強(qiáng)度逐漸減弱，加到熒光強(qiáng)度基本不發(fā)生變化為止；以Hg2+濃度[Hg2+]為橫坐標(biāo)，探 針在366nm處的相對(duì)熒光強(qiáng)度（匕-F)為縱坐標(biāo)，繪制圖并進(jìn)行線性擬合，得到該探針的最 佳線性響應(yīng)范圍為0. 05-0. 4μΜ，回歸方程為：FQ-F= 8. 42X[Hg2+]+31. 25,線性系數(shù)為R2 =0.9894。
[0018] (3)在盛有2mLHEPES緩沖液（pH= 7. 0)和50μL熒光探針儲(chǔ)備液的熒光比色皿 中，加入VμL待測(cè)樣品溶液，在熒光分光光度儀上測(cè)定探針在366nm處的熒光強(qiáng)度F，將測(cè) 得的熒光強(qiáng)度F代入步驟（2)的線性回歸方程，即可求得待測(cè)樣品溶液中Hg2+的濃度。
[0019] 經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，其他金屬離子不干擾體系對(duì)Hg2+的檢測(cè)。
[0020] 優(yōu)點(diǎn)與有益效果：
[0021] (1)本發(fā)明提供的吡唑并吡啶衍生物結(jié)構(gòu)新穎、制備方便。
[0022] (2)本發(fā)明的檢測(cè)方法對(duì)Hg2+有高的靈敏度和選擇性，不受其他金屬離子干擾。
【附圖說(shuō)明】：
[0023] 圖1 2-(2-羥基異丙基）_吡唑并[l，5_a]吡啶-3-甲叉基丙二腈的X-射線晶體 衍射結(jié)構(gòu)圖
[0024] 圖2 2-(2-羥基異丙基）_吡唑并[1，5-a]吡啶-3-甲叉基丙二腈與Hg2+作用的 熒光滴定圖
[0025] 圖3 2-(2-羥基異丙基）_吡唑并[1，5-a]吡啶-3-甲叉基丙二腈熒光探針檢測(cè) Hg2+的工作曲線
[0026] 圖4其他金屬離子對(duì)2-(2-羥基異丙基）_吡唑并[1，5-a]吡啶-3-甲叉基丙二 腈檢測(cè)Hg2+的熒光干擾圖
【具體實(shí)施方式】[0027] 實(shí)施例1
[0028] 2-(2-羥基異丙基）_吡唑并[1，5-a]吡啶-3-甲叉基丙二腈的制備
[0029] (1)2-(2-羥基異丙基）_吡唑并[1，5-a]吡啶-3-甲酸甲酯的制備： 將7.lg(50mmol)4-羥基-4-甲基-2-戊炔酸甲酯溶于50mL丙酮中，然后加入 11.lg(50mmol) 1 -氨基吡啶碘化物和8. 28g(60mmol)碳酸鉀，加熱回流反應(yīng)8小時(shí)，冷 卻，過(guò)濾掉碳酸鉀，濾液減壓濃縮，殘留物柱色譜分離得8. 33g2-(2-羥基異丙基）-吡 唑并[1，5-a]吡啶-3-甲酸甲酯，收率 71. 2 %。蟲(chóng)NMR(300MHz,CDC13) :δ8. 43 (d,J= 6. 9, 1H), 8. 02 (d,J= 9. 0, 1H), 7. 39 (t,J= 8. 1, 1H), 6. 92 (t,J= 6. 9, 1H), 6. 40 (br, 1H), 3 .96 (s, 3H), 1. 69 (s, 6H).
[0030] (2)2-(2-羥基異丙基）_吡唑并[1，5-a]吡啶-3-甲醛的制備：將 2. 34g(10mmol)2-(2-羥基異丙基）-吡唑并[1，5-a]吡啶-3-甲酸甲酯溶于20mL四氫咲 喃中，冰水浴冷卻至〇°C，分批加入0. 38g(10mmol)氫化鋁