9_氯甲基蒽的实验室制备法

第23卷　第1期大学化学2008年2月

92氯甲基蒽的实验室制备法

朱建华

(湖南大学环境科学与工程学院　长沙410082)

摘要　介绍一个在室温条件下反应制备92氯甲基蒽———构造荧光分子探针的常用中间体的

方法。该实验以92蒽甲醇和二氯亚砜为原料,苯为溶剂,在吡啶催化下反应,经水洗,干燥,旋转蒸

发除去溶剂,最后得到固体产品。推荐该方法作为高校实验室自制92氯甲基蒽的方法。

环境科学的发展对分析化学提出了大量新的课题,目前集中在金属离子检测分析,有毒化合物分析及病原微生物检测分析等方面。因此,环境化学分析已成为现代分析化学发展的重要前沿领域之一。为了适应这种形势,众多分析化学工作者正在不断地开创新的方法和技术。荧光分子探针技术的应用就是其中的一个重要代表[1]。

荧光分子探针检测法即按照荧光分子传感器设计原理,在荧光团上连接传统的受体分子,构成超分子荧光传感器,用于识别金属离子等环境污染物。该方法不仅简便,而且在高灵敏度、选择性、时间分辨率、实时原位检测方面均有突出优点,因而受到越来越广泛的关注。

然而,荧光团通常很稳定,必须先接上特定的官能团,合成活泼的中间体,以便下一步与传统的受体分子反应。因此,选择合成合适的中间体就成为构造荧光传感器和荧光分子探针的关键步骤之一。

蒽的荧光量子产率高,是构造荧光传感器和荧光分子探针常用的荧光团。在蒽的各种中间体中,92氯甲基蒽因其所带卤素官能团性质活泼,与传统受体分子反应迅速,而成为首选中间体。然而,国内市场上很少供应92氯甲基蒽,一般须从国外化学药剂公司进口,而且价格较高,这些对于高校实验教学有诸多不便。

与92氯甲基蒽相比,92蒽甲醇要便宜得多,而且在国内市场有大量供应。经过本实验室的反复验证,下面推荐一个比较理想的通过92蒽甲醇合成92氯甲基蒽的方法:以92蒽甲醇和二氯亚砜为原料,苯为溶剂,在吡啶催化下,室温反应10h,经水洗,干燥,重结晶,最后得到固体产品,熔点138～140℃,产率达84.5%。该实验步骤简单、方便易行。

1　实验原理

以92蒽甲醇和二氯亚砜为原料,苯为溶剂,在吡啶催化下室温反应10h后,经水洗,干燥,重结晶,制得92氯甲基蒽。反应式如下:

2　实验药品

二氯亚砜(AR),苯(AR,经干燥),吡啶(AR,经干燥),92蒽甲醇(AR,经干燥),无水氯化钙(AR),盐酸(AR)。

3　实验步骤

在装有恒压漏斗的250mL三口瓶中加入40mL苯、0.81mL吡啶和1.0g92蒽甲醇,用恒温水浴磁力搅拌器加热30m in使其完全溶解后,冷却至室温。将0.72mL二氯亚砜和10mL苯的混合液放入恒压漏斗中,在磁力搅拌下逐滴滴加到三口瓶内,室温搅拌下反应10h。加入适量盐酸使反应液酸化至pH2.0(盐酸能与过量的吡啶反应生成易溶于水的盐)。将反应液移至分液漏斗,加入30mL蒸馏水,震荡摇匀,静置分层,取有机层,重复上述步骤2～3次。将有机层移入锥形瓶,用无水氯化钙干燥后,过滤,滤液用旋转蒸发仪去除有机溶剂苯,得固体产品,置于红外灯下干燥。测得熔点138～140℃(文献值),称量产品,计算产率为84.5%。

4　注意事项

(1)反应所用仪器必须充分干燥,否则会影响反应顺利进行。

(2)必须待反应体系温度降至室温后再滴加二氯亚砜;反应在室温下进行。

(3)二氯亚砜的滴加速度是实验成败的关键之一,该反应剧烈,故应缓慢地逐滴加入。

5　应用前景展望

5.1　改进现有合成技术

荧光团蒽连接上氯甲基生成中间体92氯甲基蒽后,其中氯能与传统受体分子中NH

2上的氢反应,形成稳定的H

C NH键[2]。吕凤婷等[3]报道了一种用于检测铜离子的荧

2

光高分子化合物的合成方法:将92蒽甲醛与二乙烯三胺反应,生成含CH N键的产物,再用硼氢化钠还原CH N键,得到含H

C NH键的目标产物。在此,如果改用

2

92氯甲基蒽为原料与二乙烯三胺反应,则只需一步反应即可得到目标产物,从而简化反应步骤。另外,活泼的氯也能与OH上的氢反应,形成H

C O键,构造出新的荧光分子

2

探针和传感器,应用前景广泛。

5.2　合成新型荧光分子探针

92氯甲基蒽不仅能用于合成检测水溶液中的重金属离子的荧光分子探针[4],还可以利用92氯甲基蒽上氯的反应活性,将其与生物活性分子固定[5],应用于生命科学中多肽、蛋白质、核酸等生物大分子的分析[6];92氯甲基蒽在生物药物分析[7],超痕量、超微量生物活性物质分析,甚至微生物分析[8]等方面也有独特的优势。

总之,荧光化学传感器在环境化学及生物化学中的应用是一个值得引起重视的领域。

(下转第50页)　

3　结论

由于电化学仪器和电化学方法的特点,大部分高等学校都很容易开展电化学方面的科研工作。在本科高年级学生的综合实验中增加有关自组装的电化学实验,不仅能使学生对当今化学研究的前沿领域———自组装膜有一定的了解,掌握组装致密有序单分子膜的一般方法,而且还能让学生理解电化学的基本原理、特点和方法,认识到电化学在化学研究中的重要性,以及影响电化学实验结果的各种因素,为学生日后的科研打下良好的基础。由于电化学实验容易受到多种因素的影响,对操作者的技术要求较高,因而实验数据的重复性往往不够理想。对此,可采用多次平均和从大量数据点中寻找分布规律并进行统计的方法;了解这些方法对于培养学生科学研究的系统性很有益处。同时,在实验之前要求学生自己查阅相关文献,实验后进行实验误差的分析,总结成功的经验和失败的教训,并以书面形式提交实验报告;这样不但可以提高实验教学效果,更能培养学生的科研意识并提高学生分析问题和解决问题的能力以及创新能力。

参　考　文　献

1　Zhao J,Luo L,Yang X,et al.Electroanalysis,1999,11(15):1108

2　Hale P S,Maddox L M,Shap ter J G,et al.J Che m Educ,2005,82(5):779

3　Bain C D,Tr ought on E B,Tao Y T,et al.J Am Che m Soc,1989,111(1):321

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5　Zhao J,N iu L,Dong S.M ol C ryst and L iq C ryst,1999,337:265

　(上接第42页)

参　考　文　献

1　中山大学,辽宁大学.无机化学实验.第2版.北京:高等教育出版社,1981

2　蒋碧如,潘润身.无机化学实验.北京:高等教育出版社,1989

3　胡满成,张昕.化学基础实验.北京:科学出版社,2001

4　武汉大学.分析化学.第4版.北京:高等教育出版社,2000

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参　考　文　献

1　赵美萍,张新祥,常文保.大学化学,2004,19(2):8

2　Beletskaya I P,Averin A D,Bess mertnykh A G,et al.Tetrahedron L etters,2001,42:4983

3　Lu F,Gao L,Fang Y.Applied Surface Science,2007,253:4123

4　孟祥明,刘磊,郭庆祥.化学进展,2005,17(1):45

5　蒋中华,张津辉.生物分子固定化技术及应用.北京:化工工业出版社,1998

6　Van A r man S A,Czarnik A W.J Am Che m Soc,1990,112:5376

7　王芬,刘忠芳,刘绍璞.化学学报,2005,21:1991

8　田晓菊,张宝善.现代生物医学进展,2006,6(5):47