(一)技术领域
本发明涉及一种含天然产物异斯特维醇聚醚链段的水溶性阳离子荧光探针及其制备方法，并探究其在水溶液中的荧光性质，属于离子探针材料领域。
(二)
背景技术：
天然产物异斯特维醇的相关衍生物具有降血糖、抗血压、抑菌抗肿瘤等作用，同时，由于自身结构特殊，其在分子识别领域也有重大研究意义。目前，大多数荧光探针水溶性较差，合成基于天然产物异斯特维醇衍生物的水溶性阳离子荧光探针，可供应用于手性氨基酸分子的识别。
(三)
技术实现要素：
本发明目的在于提供一种含天然产物异斯特维醇聚醚链段的水溶性阳离子荧光探针的合成方法，并表征其在水溶液中的荧光性质。通过该方法可得到水溶性良好的阳离子探针，其在水环境下应用前景十分广阔。
本发明所采用的技术方案如下：
本发明所述的水溶性阳离子荧光探针结构式如①②所示：
结构式①
结构式②
本发明提供了上述水溶性阳离子荧光探针的合成制备方法，所述合成路线如下：
本发明提供了一种所述的含天然产物异斯特维醇聚醚链的水溶性阳离子荧光探针的制备方法，所述的制备方法包括：将式④或⑤所示的化合物溶于乙腈中，加入4，4-联吡啶，氮气保护下，70-90℃下反应40-50h，反应液通过柱层析纯化(洗脱试剂为二氯甲烷/甲醇，其比例为二氯甲烷∶甲醇＝50∶1-10∶1)，制得式①化合物或式②化合物。
上述合成过程中：式④或式⑤与4，4-联吡啶的物质量之比为1∶8～12；所述乙腈的体积用量为式①或式②化合物体积的5-20倍。
本发明中，所述的式③化合物、式④化合物、式⑤化合物均为已知化合物，其制备可参考公开文献。
所述的式④化合物和式⑤化合物推荐按照以下步骤进行合成：
(1)将式③加入乙腈中，加入α，ω-ditosyltriethyleneglycol，在60-80℃，加入碳酸钾，得到反应液a，反应5-7h，反应完毕，反应液a经后处理得到相应的式④。式③、α，ω-ditosyltriethyleneglycol、碳酸钾的物质量之比为1∶1～3∶1～3；所述乙腈的体积用量为式③的5-20倍；
(2)将式④加入丙酮中，加入溴化锂，得到反应液b，氮气保护下，在40-80℃，反应15-20h，反应完毕，反应液b经后处理得到相应的式⑤。式④、溴化锂的物质量之比为1∶1～3；所述丙酮的体积用量为式④的5-10倍；
上述合成过程中，步骤(1)中，所述反应液a后处理的方式为：反应结束后，过滤沉淀物，反应液用乙酸乙酯萃取，饱和食盐水洗涤，合并有机相，有机相用无水硫酸钠干燥，减压浓缩，得式④化合物；
步骤(2)中，所述反应液b后处理的方式为：反应结束后，反应液冷却至室温，反应液用乙酸乙酯萃取，饱和食盐水洗涤，合并有机相，有机相用无水硫酸钠干燥，减压浓缩，得式⑤化合物；
本发明进一步配置了梯度浓度1*10-4-0.05mol/l的式①、式②水溶液，并测试得到荧光光谱曲线图；
实验结果表明，式①的最大发射波长为439nm，式②的最大发射波长为442nm。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的水溶性阳离子荧光探针具有良好的水溶性，可以方便地测定水环境中的客体物质，应用范围广泛。
(四)附图说明
图1、图2分别为式①、式②阳离子荧光探针在水溶液中的荧光发射光谱。
(五)具体实施方式
为了更好的实施本发明，现结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不仅限于此：
实施例1：化合物④的制备
取化合物③1g(3.14mmol)至100ml单口瓶中，加入50ml乙腈，加入α，ω-ditosyltriethyleneglycol2.16g(4.71mmol)，磁力搅拌，油浴反应，升温至70℃，加入碳酸钾650mg(4.71mmol)，70℃下反应6小时，薄层色谱tlc检测反应，反应完毕，冷却至室温，抽滤，反应液用乙酸乙酯萃取，饱和食盐水洗涤，合并有机相，有机相用无水硫酸钠干燥，减压浓缩得粗品，粗品柱层析纯化，石油醚∶乙酸乙酯2∶1得产物④1.24g，无色油状，产率67.2％；1hnmr(400mhz，chloroform-d)δ7.84-7.77(m，2h)，7.35(m，j＝8.0hz，2h)，4.24-4.08(m，4h，cooch2andch2ots)，3.74-3.60(m，4h，cooch2ch2andoch2ch2ots)，3.58(m，4h，och2ch2o)，2.46(s，3h)，2.19(dd，j＝13.3，3.6hz，1h，3-h)，2.05(d，1h，12-h)，1.95(m，2h，12-h，15-h)，1.90-1.14(m，15h)，1.14-0.98(s，3h，18-ch3)，0.98(s，3h，17-ch3)，0.9(1h，9-ch3)，0.71(s，3h，20-ch3)；irvmax(kbr，cm-1)：3450，2967，2899，1606，1392，1236，1048，877。
实施例2：化合物⑤的制备
取实施例1制备的化合物④1g(1.65mmol)溶于5ml丙酮中，加入溴化锂158mg(1.82mmol)，油浴条件下，60℃反应16小时，薄层色谱tlc检测反应，反应完毕，冷却至室温，反应液用乙酸乙酯萃取，饱和食盐水洗涤，合并有机相，有机相用无水硫酸钠干燥，减压浓缩得粗品，粗品柱层析纯化，石油醚∶乙酸乙酯3∶1得产物⑤803mg，油状，产率94.6％；1hnmr(400mhz，chloroform-d)δ4.23-4.16(m，2h，cooch2-)，3.82(t，j＝6.2hz，2h，cooch2ch2o-)，3.67(m，2h，och2ch2br)，3.63(m，4h，och2ch2o)，3.48(t，j＝6.3hz，2h，-ch2br)，2.63(dd，j＝18.6，3.8hz，1h，3-h)，2.24(1h，12-h)，1.95(m，2h，12-h，15-h)，1.95-1.14(m，15h)，1.14(s，3h，18-ch3)，0.98(s，3h，17-ch3)，0.91(1h，9-ch3)，0.72(s，3h，20-ch3)；irvmax(kbr，cm-1)：3449，2937，1713，1443，1040。
实施例3：化合物①的制备
取实施例1制备的化合物④1g(1.95mmol)于100ml单口瓶中，加入2.58g(16.53mmol)4，4-联吡啶，加入60ml乙腈，氮气保护下，磁力搅拌，油浴反应，升温至80℃，反应48小时，薄层色谱tlc检测反应，反应完毕，冷却至室温，反应液浓缩，粗品柱层析纯化，二氯甲烷∶甲醇15∶1得产物1.03g，产率79.5％；1hnmr(400mhz，chloroform-d)δ9.32(m，2h)，8.82(s，2h)，8.25(s，2h)，7.71(d，j＝17.6hz，4h)，7.10(s，2h)，5.07(s，2h)，4.19-4.11(m，2h)，4.01(s，2h)，3.61-3.47(m，6h)，2.81-2.08(m，7h，1h，3-h；3h；12-2h；15h；3h，-ch3)，1.14(s，3h，18-ch3)，0.97(s，3h，17-ch3)，0.66(s，3h，20-ch3)；irvmax(kbr，cm-1)：3674，2969，2891，1395，1231，1058，869。
实施例4：化合物②的制备
取实施例2制备的化合物⑤1g(1.95mmol)于100ml单口瓶中，加入3.04g(19.47mmol)4，4-联吡啶，加入60ml乙腈，氮气保护下，磁力搅拌，油浴反应，升温至80℃，反应48小时，薄层色谱tlc检测反应，反应完毕，冷却至室温，反应液浓缩，粗品柱层析纯化，二氯甲烷∶甲醇＝20∶1得产物1.06g，产率78.21％；1hnmr(400mhz，chloroform-d)δ9.62-9.57(m，2h)，8.91(s，2h)，8.41(s，2h)，7.86(s，2h)，5.28(s，2h)，4.27-4.11(m，2h)，4.12(s，2h)，3.66(t，j＝5.0hz，4h)，3.59(dd，j＝5.7，3.0hz，2h)，2.58(dd，j＝18.5，3.7hz，1h，3-h)，2.43-2.14(3h，12-2h，15h)，1.18(s，3h，18-ch3)，0.97(s，3h，17-ch3)，0.68(s，3h，20-ch3)；irvmax(kbr，cm-1)：3671，3457，2966，2890，1391，1225，1068，896。
实施例5：荧光光谱仪测定式①和式②的光谱学性质
分别取实施例3、实施例4制备的化合物，以超纯水为溶剂，分别配制式①，式②浓度在1*10-4-0.05mol/l之间，使用规格为1cm石英比色皿，激发和发射狭缝宽度分别为3nm和5nm，测定各组溶液的荧光强度值。附图1、附图2分别为式①、式②在水溶液中荧光强度随浓度变化而变化的曲线图。图1表明，式①随浓度升高，水溶液中的荧光强度逐渐增强；图2表明，式②随浓度升高，水溶液中的荧光强度逐渐增强，当浓度为0.03mol/l时，水溶液中的荧光强度又开始降低。
1.一种含天然产物异斯特维醇聚醚链段的水溶性阳离子荧光探针，其结构通式如下所示，阴离子同为对甲苯磺酸根离子、卤素离子等：
2.制备如权利要求1所述的水溶性阳离子探针的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：
(1)异斯特维醇③与α，ω-ditosyltriethyleneglycol溶于有机溶剂中，加入碳酸钾，油浴条件下60-80℃，反应5-7h，得到异斯特维醇聚醚链化合物结构式④；
上述反应中的有机溶剂为二氯甲烷、四氢呋喃、乙腈、乙酸乙酯、二甲基亚砜、n，n-二甲基甲酰胺；投料异斯特维醇、α，ω-ditosyltriethyleneglycol、碳酸钾的物质量之比为1∶1～3∶1～3；
(2)异斯特维醇聚醚链化合物④与溴化锂溶于有机溶剂中，惰性气体保护，40-80℃下反应15-20h，得到反应中间体溴代物⑤；
上述反应中的有机溶剂为二氯甲烷、四氢呋喃、乙腈、乙酸乙酯、二甲基亚砜、n，n-二甲基甲酰胺、丙酮；惰性气体为氮气、氦气、氩气；投料化合物④与溴化锂物质量之比为1∶1～2；
(3)反应中间体④或⑤溶于有机溶剂中，惰性气体保护，加入4，4-联吡啶，高温下70-90℃反应40-50h，反应得到水溶性荧光探针①②；
上述反应中的有机溶剂为二氯甲烷、四氢呋喃、乙腈、乙酸乙酯、二甲基亚砜、n，n-二甲基甲酰胺、丙酮；惰性气体为氮气、氦气、氩气；投料化合物④或⑤与4，4-联吡啶的物质量之比为1∶8～12。
3.对如权利要求1所述的含天然产物异斯特维醇聚醚链段的水溶性阳离子荧光探针进行荧光性质探究，其特征在于：探究溶剂体系为水溶液。
技术总结