基于四苯基乙烯和马来腈的希夫碱化合物及其制备方法和应用.pdf

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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201510547088.3 (22)申请日 2015.08.31 C07C 255/30(2006.01) C07C 253/30(2006.01) C07C 255/61(2006.01) C07D 295/088(2006.01) C07D 213/04(2006.01) C07D 333/32(2006.01) C07D 209/88(2006.01) C07D 213/64(2006.01) C07D 215/233(2006.01) C07D 217/24(2006.01) C07D 239/36(2006.01) C09K 。

2、11/06(2006.01) G01N 21/64(2006.01) (71)申请人 香港科技大学深圳研究院 地址 518057 广东省深圳市南山区高新科技 产业园南区粤兴一道 9 号香港科技大 学产学研大楼 415 室 (72)发明人 唐本忠 王志明 赵祖金 秦安军 李晓东 侯雪 (74)专利代理机构 深圳市顺天达专利商标代理 有限公司 44217 代理人 郭伟刚 吴静 (54) 发明名称 基于四苯基乙烯和马来腈的希夫碱化合物及 其制备方法和应用 (57) 摘要 本发明涉及一种基于四苯基乙烯和马来腈的 希夫碱化合物及其制备方法和应用， 相对于常见 的马来腈类 Salen 型荧光探针结构， 此。

3、类探针结 构具有优异的红色荧光行为和出色的固态 ( 聚集 态 ) 效率， 并实现对细胞内特定结构的选择性识 别与成像， 并对阴、 阳离子和 pH 值具有较好的响 应能力， 使其在生物、 医疗、 健康和监测领域， 具有 极其广阔的应用前景。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书4页 说明书12页 附图4页 CN 106478458 A 2017.03.08 CN 106478458 A 1/4 页 2 1.一种基于四苯基乙烯和马来腈的希夫碱化合物， 其特征在于， 所述希夫碱化合物结 构式如下 ： 其中， Ar 表示芳香基团或其衍生结构， 。

4、R1、 R2和 R 3分别表示连接在四苯乙烯基苯环结 构上的任意取代位置的取代基结构， 且 R1、 R2和 R3分别选自氢、 烷基、 羟基、 烷氧基、 硝基、 氰 基、 氨基、 巯基、 卤素原子、 苯基、 甲苯基、 萘基、 呋喃基、 噻吩基、 吡咯基、 吡啶基、 吡喃基、 喹 啉基、 吲哚基、 羧酸或羧酸衍生物、 咔唑基或苯胺基及相应的衍生结构中的一种。 2.根据权利要求 1 所述的希夫碱化合物， 其特征在于， Ar 为四苯乙烯基或其衍生物结 构， 其结构式如下 ： 其中， R1、 R2、 R3、 R4、 R5和 R 6分别位于四苯乙烯基中心烯烃的烯键的邻位、 间位或对位， R1、 R2、 R。

5、3、 R4、 R5和 R 6分别选自氢、 烷基、 羟基、 烷氧基、 硝基、 氰基、 氨基、 巯基、 卤素原子、 苯 基、 甲苯基、 萘基、 呋喃基、 噻吩基、 吡咯基、 吡啶基、 吡喃基、 喹啉基、 吲哚基、 羧酸或羧酸衍 生物、 咔唑基或苯胺基及相应的衍生结构中的一种。 3.根据权利要求 2 所述的希夫碱化合物， 其特征在于， R 4 R1， R5 R2， R6 R3， 其结 构式具体如下 ： 其中， R1、 R2和 R 3分别位于四苯乙烯基中心烯烃的烯键的邻位、 间位或对位， R1、 R2和 R3 分别选自氢、 烷基、 羟基、 烷氧基、 硝基、 氰基、 氨基、 巯基、 卤素原子、 苯基、 。

6、甲苯基、 萘基、 呋 喃基、 噻吩基、 吡咯基、 吡啶基、 吡喃基、 喹啉基、 吲哚基、 羧酸或羧酸衍生物、 咔唑基或苯胺 基及相应的衍生结构中的一种。 4.根据权利要求 3 所述的希夫碱化合物， 其特征在于， R 1、 R2和 R3分别为氢， 其结构式 权 利 要 求 书 CN 106478458 A 2 2/4 页 3 具体如下 ： 5.根据权利要求 1 所述的希夫碱化合物， 其特征在于， Ar 为苯环或苯环衍生物， R 1、 R2 和 R3分别位于四苯乙烯基中心烯烃的烯键的邻位、 间位或对位， 其结构式具体如下 ： 其中， B1、 B2、 B3和B4分别选自氢、 烷基、 羟基、 烷氧基、。

7、 硝基、 氰基、 氨基、 巯基、 卤素原子、 苯基、 甲苯基、 萘基、 呋喃基、 噻吩基、 吡咯基、 吡啶基、 吡喃基、 喹啉基、 吲哚基、 羧酸或羧酸 衍生物、 咔唑基或苯胺基中的一种或相应衍生物。 6.根据权利要求 1 所述的希夫碱化合物， 其特征在于， Ar 为萘环、 蒽环、 菲环或三者衍 生物， R1、 R2和 R 3分别位于四苯乙烯基中心烯烃的烯键的邻位、 间位或对位， 其结构式具体 如下 ： 权 利 要 求 书 CN 106478458 A 3 3/4 页 4 其中， C1-C8分别选自氢、 烷基、 羟基、 烷氧基、 硝基、 氰基、 氨基、 巯基、 卤素原子、 苯基、 甲 苯基、 。

8、萘基、 呋喃基、 噻吩基、 吡咯基、 吡啶基、 吡喃基、 喹啉基、 吲哚基、 羧酸或羧酸衍生物、 咔唑基或苯胺基中的一种或相应衍生物。 7.根据权利要求 1 所述的希夫碱化合物， 其特征在于， Ar 为呋喃、 噻吩、 吡咯、 吡啶、 吡 喃、 喹啉 ( 含异喹啉 )、 吲哚、 咔唑、 苯胺基或其衍生物。 8.一种权利要求 1-7 中任一权利要求所述的基于四苯基乙烯和马来腈的希夫碱化合 物的制备方法， 其特征在于， S1、 通过各种耦联、 取代和缩合反应得到四苯乙烯基水杨醛衍生物结构 ： S2、 将四苯乙烯基水杨醛与二氨基马来腈在第一反应溶剂中加热至 20 150， 反 应 1 小时 24 小时。

9、后冷却至室温， 处理掉大部分溶剂后析出黄色晶体或粉末， 进行重结晶 后得到氨基中间体 ； 权 利 要 求 书 CN 106478458 A 4 4/4 页 5 S3、 将氨基中间体与对应的芳基水杨醛结构在第二反应溶剂中加热至 20 150， 反应 1 小时 24 小时后冷却至室温， 处理掉大部分溶剂后析出黄色或红色晶体或粉末， 通 过柱层析或重结晶后得到希夫碱化合物 9.根据权利要求 8 所述的希夫碱化合物的制备方法， 其特征在于， 在步骤 S2 中， 第一 反应溶剂选自甲醇、 乙醇、 乙酸、 四氢呋喃、 甲苯、 苯、 氯仿、 二氯甲烷、 N， N- 二甲基甲酰胺、 N， N- 二甲基乙酰胺或。

10、 N- 甲基吡咯烷酮、 或其二者、 三者的混合体系溶剂 ； 在步骤 S2 中， 加热至温度为 45 90 ； 反应时间为 6 小时 12 小时 ； 在步骤 S3 中， 第二反应溶剂选自甲醇、 乙醇、 乙酸、 四氢呋喃、 甲苯、 苯、 氯仿、 二氯甲 烷、 N， N- 二甲基甲酰胺、 N， N- 二甲基乙酰胺或 N- 甲基吡咯烷酮、 或其二者、 三者的混合体 系溶剂 ； 在步骤 S3 中， 加热至温度为 30 90 ； 反应时间为 6 小时 12 小时。 10.一种权利要求 1-7 中任一权利要求所述的基于四苯基乙烯和马来腈的希夫碱化合 物作为红色荧光探针的应用。 权 利 要 求 书 CN 10。

11、6478458 A 5 1/12 页 6 基于四苯基乙烯和马来腈的希夫碱化合物及其制备方法和 应用 技术领域 0001 本发明涉及分析和检测技术领域， 更具体地说， 涉及一种基于四苯基乙烯和马来 腈的希夫碱化合物及其制备方法和应用。 背景技术 0002 随着国家经济的快速发展和人民生活水平的不断提高， 个人身体健康的实时监 测、 疾病的预防和治疗逐渐成为人们更加关注的民生问题。相对于传统的体外化学检验的 延迟性和放射线在线检测的危害性， 荧光在线显像技术以其高效、 绿色、 实时性强的优势渐 渐走入人们的视野， 被广泛应用于细胞免疫学、 微生物学、 分子生物学、 遗传学、 神经生物 学、 病理学。

12、、 肿瘤学、 临床检验学、 医学、 植物学等方面的科研和民生等领域。 0003 荧光显像技术的关键技术就是荧光物质作为标记探针 ( 或染色剂 ) 的选择。理想 的探针分子通过物理或化学作用， 特异性吸附在特定的细胞和组织上， 在低能量光学辐照 下实现二维或三维的成像， 通过与荧光颜色、 强度和分布情况来判断细胞或组织的健康情 况。与普通的化学染色相比， 荧光染色的灵敏度要高出 100-1000 倍， 而且通过适当的功能 修饰即可实现对活体的在线分析。 但是， 由于大部分荧光探针的荧光发射峰位位于深蓝光、 天蓝光、 绿光、 黄光和橙光范围内 (430-590nm)， 而这部分光谱与哺乳动物体内血。

13、红蛋白的 吸收波段相重合 ； 而采用常规能量过高的紫外光， 如 UV-light(290-400nm)， 对活体的细胞 和组织损伤过大， 难于长期用于日常生理检查 ； 采用人体无损的红外光线(800nm)探伤， 这部分恰好容易被体内的水和脂质所吸收， 都很难达到理想的分辨率。 所以， 留给人们可以 应用于活体在线荧光检测的荧光探针范围只集中在活体吸收能力较差的 590-800nm 的红 光范围内， 但是由于大于 600nm 的光会有部分散射消耗， 常规的 CCD 检测器对此波段不敏 感， 所以， 制备 “高效率” 的 “红光” 探针染料是能否将荧光现象技术推向常规化、 低成本的 “无损” 活体。

14、成像与诊断的关键。 0004 目前的荧光探针 ( 染料 ) 是以人工合成的芳香环类化合物为主， 较大的 电子离 域范围可以实现探针分子对光辐射能量的高效吸收， 进而通过弛豫、 辐射跃迁得到长波长 荧光， 这个吸收光和发射光间的能量差值被称作斯托克斯位移。 斯托克斯位移越小， 说明它 的吸收光和发射光的能量越接近， 非辐射跃迁的比例较小， 材料的量子产率可能较高， 但化 合物通常表现为严重的自吸收现象， 干扰成像效果 ； 当斯托克斯位移大时， 分子的自吸收现 象明显削弱， 但是非辐射跃迁比例变大， 所得的探针材料往往对光的利用率不高。另外， 大 部分荧光生色团的芳香环结构多为疏水基元， 虽然可通。

15、过引入亲水的极性基团使其具有较 好的水溶性， 但事实上荧光分子在生物介质中仍然是以聚集形式存在的 ( 如胶束、 纳米粒 子等形式)。 由于大部分有机化合物从溶液单分子态到上述的凝聚态时， 都会出现典型的荧 光猝灭现象 (ACQ)， 导致荧光探针染料表现为在脂溶性介质中为高效率的荧光发射， 而在生 理缓冲溶液 ( 或体内的水介质体系 ) 很难区分探针分子和背景发光， 给目标生物大分子上 的定位带来很大难度。 2001年， 唐本忠院士基于其发现的1-甲基-1， 2， 3， 4， 5-五苯基噻咯 说 明 书 CN 106478458 A 6 2/12 页 7 (MPPS)在乙腈溶液中不发光， 而在聚。

16、集后而产生强烈的荧光的 “反常” 现象， 提出 “聚集诱导 发光 (AIE)” 的新观念， 通过 “分子内旋转受限 (RIR)” 的工作机理是很好的解释了这种现象 产生的， 而且已得到诸多实验结果和理论计算的支持， 发展了一个贴有 “中国牌” 的、 具有自 主知识产权的材料和理论体系。AIE 类材料解决了传统的芳香环荧光生色团在水溶性溶剂 中聚集猝灭荧光问题， 在生理缓冲溶液或水介质中能够实现高亮度的荧光成像和示踪， 与 背景中的不发光或弱发光单分子实现高分辨率的区分， 很好的定位在目标生物大分子。这 种 AIE 荧光探针的 “点亮 (light-up)” 模式为高灵敏度、 对比度的生物研究提。

17、供了可能， 在 生物学、 医学等领域具有划时代的意义。 0005 基于二氨基马来腈的 Salen 型希夫碱衍生物结构为常见的金属络合物配体， 通过 多齿螯合效应可以得到稳定的金属配合物， 其在烯烃聚合等领域具有广泛的应用。由于邻 位双氰基结构具有显著的吸电子作用， 加之希夫碱构成的 共轭体系， 使此类 Salen 结构具 有相对较长的荧光发射行为， 通过取代基结构的调节， 能够在良溶剂体系下实现单分子黄 色、 橙色和红色的荧光。基于此， 近些年来马来腈类 Salen 结构在荧光探针领域的应用也逐 步受到关注， 特别是在金属传感和深红光材料的制备方面。但是， 由于分子内受体结构 ( 邻 位双氰基。

18、 ) 的吸电子能力过强， 导致分子内电荷转移发光过程在整个辐射跃迁中占有比例 过大， 材料的荧光效率整体不高， 加之受到 ACQ 效应的影响， 使其固体或水系环境下几乎观 测不到荧光， 很难满足生物体系中基本检测条件的要求。因此， 如何实现马来腈类 Salen 结 构的 “红光” 与 “效率” 间平衡， 依然是该领域的一个挑战。 发明内容 0006 本发明的目的在于提供一种基于四苯基乙烯和马来腈的希夫碱化合物及其制备 方法和应用， 解决了现有技术中的基于四苯基乙烯和马来腈的希夫碱化合物的荧光效率低 而无法实现作为红色荧光探针应用的问题。 0007 本发明解决技术问题所采用的技术方案是 ： 一种。

19、基于四苯基乙烯和马来腈的希夫 碱化合物， 所述希夫碱化合物结构式如下 ： 0008 0009 其中， Ar 表示芳香基团或其衍生结构， R1、 R2和 R 3分别表示连接在四苯乙烯基苯环 结构上的任意取代位置的取代基结构， 且 R1、 R2和 R3分别选自氢、 烷基、 羟基、 烷氧基、 硝基、 氰基、 氨基、 巯基、 卤素原子、 苯基、 甲苯基、 萘基、 呋喃基、 噻吩基、 吡咯基、 吡啶基、 吡喃基、 喹啉基、 吲哚基、 羧酸或羧酸衍生物、 咔唑基或苯胺基及相应的衍生结构中的一种。 优选地， 烷基和烷 氧基的碳原子数分别为 1 12。 0010 在本发明的希夫碱化合物中， Ar 为四苯乙烯基。

20、或其衍生物结构， 其结构式如下 ： 0011 说 明 书 CN 106478458 A 7 3/12 页 8 0012 其中， R1、 R2、 R3、 R4、 R5和 R 6分别位于四苯乙烯基中心烯烃的烯键的邻位、 间位或对 位， R1、 R2、 R3、 R4、 R5和 R 6分别选自氢、 烷基、 羟基、 烷氧基、 硝基、 氰基、 氨基、 巯基、 卤素原子、 苯基、 甲苯基、 萘基、 呋喃基、 噻吩基、 吡咯基、 吡啶基、 吡喃基、 喹啉基、 吲哚基、 羧酸或羧酸 衍生物、 咔唑基或苯胺基及相应的衍生结构中的一种。 优选地， 烷基和烷氧基的碳原子数分 别为 1 12。需要说明的是， Ar 为四。

21、苯乙烯基或其衍生物结构时， 可以使本发明的希夫碱 化合物构成双边对称结构， 即 R4 R1， R5 R2， R6 R3； 也可以构成非对称结构， 即 R 4 R1， R5 R 2， R6 R3， 当构成非对称结构时， 优选的结构如下 ： 0013 0014 0015 优选地， 在本发明的希夫碱化合物中， R4 R 1， R5 R2， R6 R3， 其结构式具体如 下 ： 0016 0017 其中， R1、 R2和 R 3分别位于四苯乙烯基中心烯烃的烯键的邻位、 间位或对位， R1、 R2 和 R3分别选自氢、 烷基、 羟基、 烷氧基、 硝基、 氰基、 氨基、 巯基、 卤素原子、 苯基、 甲苯基。

22、、 萘 说 明 书 CN 106478458 A 8 4/12 页 9 基、 呋喃基、 噻吩基、 吡咯基、 吡啶基、 吡喃基、 喹啉基、 吲哚基、 羧酸或羧酸衍生物、 咔唑基或 苯胺基及相应的衍生结构中的一种。优选地， 烷基和烷氧基的碳原子数分别为 1 12。其 中， R1、 R2和 R 3可以不全为氢时， 其优选的结构如下 ： 0018 0019 其中， A1-A8分别为氢、 烷基、 羟基、 烷氧基、 硝基、 氰基、 氨基、 巯基、 卤素原子、 苯基、 甲苯 基、 萘基、 呋喃基、 噻吩基、 吡咯基、 吡啶基、 吡喃基、 喹啉基、 吲哚基、 羧酸或羧酸衍生物、 咔 唑基或苯胺基及相应的衍生结。

23、构中的一种， 进一步地， 其中烷基和烷氧基的碳原子数分别 优选为 1 12。 0020 进一步优选地， 在本发明的希夫碱化合物中， R1、 R2和 R 3分别为氢， 其结构式具体 如下 ： 0021 0022 在本发明的希夫碱化合物中， Ar 为苯环或苯环衍生物， R1、 R2和 R 3分别位于四苯乙 烯基中心烯烃的烯键的邻位、 间位或对位， 其结构式具体如下 ： 0023 说 明 书 CN 106478458 A 9 5/12 页 10 0024 其中， B1、 B2、 B3和 B 4分别选自氢、 烷基、 羟基、 烷氧基、 硝基、 氰基、 氨基、 巯基、 卤素 原子、 苯基、 甲苯基、 萘基。

24、、 呋喃基、 噻吩基、 吡咯基、 吡啶基、 吡喃基、 喹啉基、 吲哚基、 羧酸或 羧酸衍生物、 咔唑基或苯胺基中的一种或相应衍生物， 进一步优选地， 其中烷基和烷氧基的 碳原子数分别优选为 1 12。其优选地结构如下 ： 0025 0026 在本发明的希夫碱化合物中， Ar 为萘环、 蒽环、 菲环或三者衍生物， R1、 R2和 R 3分别 位于四苯乙烯基中心烯烃的烯键的邻位、 间位或对位， 其结构式具体如下 ： 0027 说 明 书 CN 106478458 A 10 6/12 页 11 0028 其中， C1-C8分别选自氢、 烷基、 羟基、 烷氧基、 硝基、 氰基、 氨基、 巯基、 卤素原。

25、子、 苯 基、 甲苯基、 萘基、 呋喃基、 噻吩基、 吡咯基、 吡啶基、 吡喃基、 喹啉基、 吲哚基、 羧酸或羧酸衍 生物、 咔唑基或苯胺基中的一种或相应衍生物， 进一步优选地， 其中烷基和烷氧基的碳原子 数分别优选为 1 12。 0029 在本发明的希夫碱化合物中， Ar 为呋喃、 噻吩、 吡咯、 吡啶、 吡喃、 喹啉 ( 含异喹 啉 )、 吲哚、 咔唑、 苯胺基或其衍生物， 其优选地结构如下 ： 0030 0031 需要说明的是， 上述所有结构式中， 其中 R1-R6、 A1-A8、 B1-B4和 C 1-C8优选结构可以 选自如下所示 29 种中的一种或氢原子 ： 0032 说 明 书 。

26、CN 106478458 A 11 7/12 页 12 0033 在本发明中， 上述的基于四苯基乙烯和马来腈的希夫碱化合物的制备方法如下 ： 0034 S1、 通过各种耦联、 取代和缩合反应得到四苯乙烯基水杨醛衍生物结构 ： 0035 0036 该 S1 步骤制备四苯乙烯基水杨醛衍生物为现有技术， 这里不再进行详细赘述 ； 0037 S2、 将四苯乙烯基水杨醛与二氨基马来腈在第一反应溶剂中加热至 20 150， 反应 1 小时 24 小时后冷却至室温， 处理掉大部分溶剂后析出黄色晶体或粉末， 进 行重结晶后得到氨基中间体， 产率80， 纯度85； 其中重结晶溶剂， 优选四氢呋喃、 乙 醇、 甲。

27、苯、 DMF 等， 最优选乙醇 ； 0038 说 明 书 CN 106478458 A 12 8/12 页 13 0039 S3、 将氨基中间体与对应的芳基水杨醛结构在第二反应溶剂中加热至 20 150， 反应1小时24小时后冷却至室温， 处理掉大部分溶剂后析出黄色或红色晶体或粉 末， 通过柱层析或重结晶后得到希夫碱化合物 ； 其中重结晶溶剂优选四氢呋喃、 乙醇、 甲苯、 DMF 等， 最优选乙醇 ； 0040 0041 需要说明的是， 当化合物为对称结构时， 即均为同种四苯乙烯基衍生物结构， 可通 过调节步骤 S2 中反应底物的摩尔分数比来实现。 0042 在本发明的希夫碱化合物的制备方法中。

28、， 在步骤 S2 中， 第一反应溶剂优选选自甲 醇、 乙醇、 乙酸、 四氢呋喃、 甲苯、 苯、 氯仿、 二氯甲烷、 N， N- 二甲基甲酰胺、 N， N- 二甲基乙酰 胺或 N- 甲基吡咯烷酮、 或其二者、 三者的混合体系溶剂， 最优选乙醇及其与其他溶剂的混 合体系 ； 0043 在步骤 S2 中， 加热至温度优选为 45 90； 反应时间优选为 6 小时 12 小时 ； 0044 在步骤 S3 中， 第二反应溶剂优选选自甲醇、 乙醇、 乙酸、 四氢呋喃、 甲苯、 苯、 氯仿、 二氯甲烷、 N， N- 二甲基甲酰胺、 N， N- 二甲基乙酰胺或 N- 甲基吡咯烷酮、 或其二者、 三者的 混合体。

29、系溶剂， 最优选乙醇及其与其他溶剂的混合体系 ； 0045 在步骤 S3 中， 加热至温度优选为 30 90； 反应时间优先为 6 小时 12 小时。 0046 上述的基于四苯基乙烯和马来腈的希夫碱化合物可以作为红色荧光探针的应用， 即可以用于制备红色荧光探针 ( 即红色荧光染色剂 )。 0047 实施本发明的基于四苯基乙烯和马来腈的希夫碱化合物及其制备方法和应用， 具 有以下有益效果 ： 本发明提出一类新型的、 基于四苯基乙烯和马来腈结构的、 Salen 型希夫 碱荧光探针类材料。 通过引入四苯基乙烯基元， 有效的遏制化合物在固态下效率的损失， 实 现其在胶束、 纳米粒子等形式下高的荧光量子。

30、产率 ； 在链接方式上， 采用取代基团 ( 水杨醛 结构 ) 与希夫碱结构 (-C N-) 处在间位链接的位置， 能够有效地遏制由于过强的共轭效 应导致的强的分子内电荷诱导行为， 有效地降低分子内跃迁偶极， 进而限制电荷转移过程 在整个辐射跃迁中的比例， 改善化合物的激发态结构 ； 三苯基乙烯结构与水杨醛结构中的 酚羟基处在对位， 能够有效地通过电子效应调节酚氧负离子的电荷密度， 从而实现对探针 分子内激发态质子转移 (ESIPT) 行为和金属配合能力的调节 ； 对称或非对称的双水杨醛结 构所构筑的双重 ESIPT 态， 能够有效地拓展荧光光谱的向长波长方向移动 ； 这种类多齿的 说 明 书 。

31、CN 106478458 A 13 9/12 页 14 螯合结构也更有利于对阴、 阳离子的选择性识别。相对于常见的马来腈类 Salen 型荧光探 针结构， 此类探针结构具有优异的红色荧光行为和出色的固态(聚集态)效率， 并实现对细 胞内特定结构的选择性识别与成像， 并对阴、 阳离子和 pH 值具有较好的响应能力， 使其在 生物、 医疗、 健康和监测领域， 具有极其广阔的应用前景。 附图说明 0048 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明， 附图中 ： 0049 图 1 为 TPE-DMNS 在不同极性下的荧光光谱 ； 0050 图 2A 为 TPE-DMNS 在不同水含量下的荧光光谱 ；。

32、 0051 图 2B 为 TPE-DMNS 在不同水含量下的荧光强度变化曲线 ； 0052 图 3A 为 TPE-DMNS 在不同 pH 值下的荧光光谱 ； 0053 图 3B 为 TPE-DMNS 在不同 pH 下的荧光强度变化曲线 ； 0054 图 4A 为 TPE-DMNS 在不同金属离子溶液中的荧光光谱 ； 0055 图 4B 为 TPE-DMNS 对不同金属离子及干扰离子实验 ； 0056 图 5A 为 TPE-DMNS 在不同阴离子溶液中的荧光光谱 ； 0057 图 5B 为 TPE-DMNS 对不同阴离子及干扰离子实验 ； 0058 图 6 为 TPE-DMNS 在不同浓度下对细。

33、胞荧光染色实验 ； 0059 图 7 为 TPE-DMNS 双光子成像实验。 具体实施方式 0060 为了对本发明的技术特征、 目的和效果有更加清楚的理解， 现对照附图详细说明 本发明的具体实施方式。 0061 下面结合附图和实施例， 对本发明的基于四苯基乙烯和马来腈的希夫碱化合物及 其制备方法和应用作进一步说明 ： 0062 本发明提出基于四苯基乙烯和马来腈结构的、 Salen 型希夫碱化合物作为新型的 荧光探针类材料， 其结构式如下 ： 0063 0064 Ar 可以和四苯乙烯基或其衍生物结构相同， 构成双边对称结构 ； 也可以不相同， 构成非对称结构。该类化合物通过四苯乙烯基水杨醛衍生结。

34、构与二氨基马来腈缩合后， 再 进一步与水杨醛衍生物发生缩合， 得到一类新型的 Salen 型希夫碱探针结构。四苯乙烯结 构的引入， 使探针赋予了显著聚集诱导发光性质 ； 通过希夫碱共轭体系与氰基形成 CT 态结 构， 导致荧光光谱移向红光区域 ； 希夫碱中邻位羟基与 N 原子上的孤对电子形成分子内氢 键， 利用激发态下的分子内质子转移 (ESIPT) 过程， 实现固态荧光光谱的进一步红移 ； 这些 说 明 书 CN 106478458 A 14 10/12 页 15 都将有利于其在聚集态下实现高效率的红色荧光。 同时， 该类红色探针能够对金属离子、 阴 离子、 pH 值变化做出特异性响应， 并。

35、且被细胞吞噬， 实现对细胞内的特定结构选择性荧光染 色， 进一步拓展了其在双光子成像和活体检测中的应用价值。 0065 制备方法如下 ： 0066 (1) 0067 0068 通过各种耦联、 取代和缩合等反应得到四苯乙烯基水杨醛衍生物结构。该第一步 反应为现有技术， 这里不再进行详细描述。 0069 (2) 0070 0071 将上述四苯乙烯基水杨醛衍生物采用适当的溶剂和温度制备重要的中间 体产 物 - 氨基中间体。 0072 具体操作 ： 将适量的四苯乙烯基水杨醛与二氨基马来腈在适量溶剂中加热至适当 温度， 反应一段时间后冷却至室温， 处理掉大部分溶剂后析出黄色晶体或粉末， 重结晶后即 得到。

36、氨基中间体， 产率 80， 纯度 85。其中， 反应溶剂优选甲醇、 乙醇、 乙酸、 四氢呋 喃、 甲苯、 苯、 氯仿、 二氯甲烷、 N， N-二甲基甲酰胺(DMF)， N， N-二甲基乙酰胺(DMAC)和N-甲 基吡咯烷酮 (NMP) 等或二者、 三者的混合体系， 最优选乙醇及其与其他溶剂的混合体系 ； 温 度优选 20至 150， 其中最优选为 45至 90 ； 反应时间优选 1 小时至 24 小时， 其中最 优选 6 小时至 12 小时 ； 重结晶溶剂， 优选四氢呋喃、 乙醇、 甲苯、 DMF 等， 最优选乙醇。 0073 (3) 0074 0075 将上述氨基中间体与对应的芳基水杨醛结构。

37、反应制备目标化合物。 0076 具体操作 ： 将适量的氨基中间体与对应的芳基水杨醛结构在适量溶剂中加热至适 当温度， 反应一段时间后冷却至室温， 处理掉大部分溶剂后析出黄色或红色晶体或粉末， 柱 说 明 书 CN 106478458 A 15 11/12 页 16 层析或重结晶后即得到目标产物。其中， 反应溶剂优选甲醇、 乙醇、 乙酸、 四氢呋喃、 甲苯、 苯、 氯仿、 二氯甲烷、 N， N- 二甲基甲酰胺 (DMF)， N， N- 二甲基乙酰胺 (DMAC) 和 N- 甲基吡咯 烷酮 (NMP) 等或二者、 三者的混合体系， 最优选乙醇及其与其他溶剂的混合体系 ； 温度优选 20至 150，。

38、 其中最优选为 30至 90； 反应时间优选 1 小时至 24 小时， 其中最优选 6 小 时至 12 小时 ； 重结晶溶剂， 优选四氢呋喃、 乙醇、 甲苯、 DMF 等， 最优选乙醇。 0077 当化合物为对称结构时， 即均为同种四苯乙烯基衍生物结构， 可通过调节 (2) 中 反应底物的摩尔分数比来实现。 0078 实施例 1 ： 双四苯基乙烯马来腈合成 (TPE-DMNS) 0079 0080 将 1g 四苯乙烯基水杨醛与适量二氨基马来腈水合肼在 25ml 下回流 4h( 加入乙 酸作为催化剂 )， 冷却后减压除去乙醇后萃取， 有机相干燥后采用柱分离， 得到淡黄绿色固 体 0.8g， 即 。

39、为 TPE-DMNS 结 构。MALDI-TOF(m/z) ： M+calcd.C58H40N4O2， 824.3151 ； found， 824.4532.Anal Calc.for C20H14N2O ： C， 84.44 ； H， 4.89 ； N， 6.79 ； O， 3.88.Found ： C， 84.64 ； H， 4.84 ； N， 6.74 ； O， 3.86. 0081 实施例 2 ： TPE-DMNS 的 ESIPT( 分子内质子转移 ) 性质研究 0082 如图 1 所示为 TPE-DMNS 在不同极性下的荧光光谱， 随着极性的变化， TPE-DMNS 的 醇式发射 (。

40、432nm 附近 ) 和酮式发射 (615nm 附近 ) 的比例发生明显变化， 为典型的 ESIPT 发射。 0083 实施例 3 ： TPE-DMNS 的聚集诱导发光性质 (AIE) 性质研究 0084 对于 ESIPT 分子， 聚集态多为酮式发射， 所以检测了该处的聚集发光现象。如图 2A 和 2B 所示， 向 TPE-DMNS 的四氢呋喃溶剂中 ( 溶解单分子态 ) 不断加入一定比例的水， TPE-DMNS 由于溶解度问题慢慢聚集成纳米颗粒， 醇式荧光强度逐渐下降， 酮式强度增加， 二 者比例随着含水量的增加而上升， 说明 TPE-DMNS 具有 AIE 性质。相对于其他类型的马来腈 的。

41、 Salen 型希夫碱结构， TPE-DMNS 展现了 ESIPT 和 AIE 性质， 具有荧光探针的潜质。 0085 实施例 4 ： TPE-DMNS 的 pH 稳定性及性质研究 0086 如图 3A 和 3B 所示为 TPE-DMNS 在不同缓冲溶液下的荧光光谱， 通过对比发现， 该荧光探针在 pH 值为 1-11 的体系下保持了较好的荧光行为， 当 pH 为 12 或 13 时， 由于 TPE-DMNS 中的邻位羟基与碱性环境发生了中和行为而生成了对应盐， 分子由聚集态变为的 单分子态， 从而失去了高效率的红色荧光的行为。 0087 实施例 5 ： TPE-DMNS 的对金属离子的响应性。

42、研究 0088 如图 4A 和 4B 所示为 TPE-DMNS 在乙腈溶液中对不同金属离子的选择实验结果， 通 过对比发现， 该荧光探针对铜离子存在特异性响应， 其在 435nm 附近的荧光强度明显升高， 而在 615nm 处的响应明显降低 ； 通过干扰实验结果， 可以看出， 其他离子存在时对铜离子的 检测没有影响。 0089 实施例 6 ： TPE-DMNS 的对金属离子的响应性研究 说 明 书 CN 106478458 A 16 12/12 页 17 0090 如图 5A 和 5B 所示为 TPE-DMNS 在乙腈溶液中对不同阴离子的选择实验结果， 通 过对比发现， 该荧光探针对硫酸根离子。

43、存在特异性性响应， 其在 600nm 附近的响应随着硫 酸根的加入明显降低 ； 通过干扰实验结果， 可以看出， 醋酸根能够实现对已经淬灭荧光的恢 复， 其在生物阴离子检测方面存在应用价值。 0091 实施例 7 ： TPE-DMNS 的对细胞的选择性染色 0092 将 TPE-DMNS 以一定浓度溶液 DMSO 溶液后滴入细胞培养液中， 选择 Hela 细胞作为 研究对象， 培养一段时间后采用荧光显微镜对其极性观察， 如图6所示， 发现TPE-DMNS可以 顺利的透过细胞壁， 并定向的在细胞质处富集， 从而显示出深红色荧光(610nm附近)。 通过 浓度实验比较发现， 提高探针浓度可以明显提高。

44、亮度和成像效果， 这与目前商用的 ACQ 型 探针结构形成 鲜明对比， 说明该类材料可能提供更高的分辨能力。( 激发光源 405nm， 荧光 收集范围 560-660nm)。 0093 实施例 8 ： TPE-DMNS 的对细胞的选择性染色的双光子成像 0094 将上述较好的实验对象尝试采用采用更长的红外光源激发， 拓展其在双光子成像 领域的应用。如图 7 所示， 实验结果显示， TPE-DMNS 在 980nm 光源的激发下可以实现对细 胞质的成像， 暗示其在活体成像中的应用价值。 0095 应当理解的是， 对本领域普通技术人员来说， 可以根据上述说明加以改进或变换， 所有这些改进或变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围之内。 说 明 书 CN 106478458 A 17 1/4 页 18 图 1 图 2A 图 2B 图 3A 说 明 书 附 图 CN 106478458 A 18 2/4 页 19 图 3B 图 4A 图 4B 图 5A 说 明 书 附 图 CN 106478458 A 19 3/4 页 20 图 5B 图 6 说 明 书 附 图 CN 106478458 A 20 4/4 页 21 图 7 说 明 书 附 图 CN 106478458 A 21 。