N,N-二丙基异鲁米诺的合成及其光谱性质

伍 斌，沈 娟，曹 敏，冯志明*

(1.湖南师范大学 化学生物学及中药分析省部共建教育部重点实验室，

N,N-二丙基异鲁米诺的合成及其光谱性质

伍 斌1，沈 娟1，曹 敏2，冯志明1*

(1.湖南师范大学 化学生物学及中药分析省部共建教育部重点实验室，

湖南 长沙 410081；2.长沙理工大学经济与管理学院，湖南 长沙 410076)

合成了异鲁米诺衍生物N,N-二丙基异鲁米诺，对其结构和光谱性质进行了表征与研究。结果表明，pH=2～4时，N,N-二丙基异鲁米诺有较强的荧光，且随着pH值的增大荧光强度先增强后减弱，在pH=3时，荧光强度达到最强；pH=5～6时，荧光强度随着pH值的增大逐渐减弱； pH=7～12时，荧光强度基本稳定。在N,N-二丙基异鲁米诺的浓度为0～50 μmol·L-1时，荧光强度随浓度的增大而增强，线性拟合的标准曲线方程为y=4.5371+7.9074x，相关系数R2为0.9972。紫外吸收光谱表明，N,N-二丙基异鲁米诺在296 nm处有很强的π→π*跃迁和苯环的重叠引起的B带吸收峰，在200～240 nm处有羰基与苯环双键共轭引起的较弱的K带吸收峰。

N,N-二丙基异鲁米诺；紫外吸收光谱；荧光强度

Synthesis and Spectral Properties ofN,N-Dipropylisoluminol

WU Bin1，SHEN Juan1，CAO Min2，FENG Zhi-ming1*

化学发光免疫分析法既具有化学发光检测的高灵敏性，又具有免疫分析法的特异性，检测快速，试剂无放射危害，已广泛应用于抗原、半抗原和抗体的免疫检测，为肿瘤标志物等生物微量物质的超微定量和定性分析开辟了新的途径[1-6]。在众多的化学发光试剂中，鲁米诺(3-氨基邻苯二甲酰肼)因较高的发光量子产率、较好的水溶性、可与多种氧化剂发生化学发光反应等优势已成为应用最广泛的化学发光试剂。异鲁米诺(4-氨基邻苯二甲酰肼)发光量子产率虽只有鲁米诺的10%，但经过氨基烷基化后，其发光量子产率可提高数倍甚至数十倍以上，且发光稳定性优于鲁米诺[7-8]。鉴于此，作者合成了N,N-二丙基异鲁米诺，并对其结构和光谱性质进行了表征和研究。

1 实验

1.1 试剂与仪器

所用试剂均为分析纯，实验用水为二次蒸馏水。

F4500型荧光分光光度计，日立公司；PHS-3C型pH计，郑州长城科工贸有限公司；UV-2450型紫外可见分光光度计，日本岛津公司；旋转蒸发器，上海亚荣生化仪器厂。

1.2N,N-二丙基异鲁米诺的合成

42.20 g(0.01 mol)4-硝基邻苯二甲酸(Ⅰ)、60 g(0.05 mol)乙酸酐和2.1 g(0.02 mol)磷酸于187 ℃反应3 h，冷却至室温，乙醚洗涤2次，干燥，得化合物Ⅱ(48.5 g，产率90%)。

48.25 g(0.25 mol)化合物Ⅱ和9.3 g(0.16 mol)尿素溶于40 mLN,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，167 ℃回流反应4 h，冷却至室温，过滤，以3×100 mL冰饱和食盐水洗涤滤饼，经95%乙醇重结晶，干燥，得化合物Ⅲ(40.1 g，产率83.6%)。

9.6 g(0.05 mol)化合物Ⅲ、 5 g(0.05 mol)碳酸钾和10.0 g(0.075 mol)碘甲烷溶于40 mL DMF中，167 ℃回流反应3 h，冷却至室温，加入100 mL蒸馏水，抽滤，干燥，得化合物Ⅳ(7.0 g，产率74.8%)。

7.0 g(0.06 mol)化合物Ⅳ、41.2 g(0.06 mol)二氯亚锡溶于160 mL 15%盐酸中，室温反应1 h，67 ℃反应4 h。冷却至室温，过滤，用150 mL 5%NH3·H2O洗涤滤饼，干燥，得化合物Ⅴ(7.8 g，产率74%)。

3.5 g(0.02 mol)化合物Ⅴ溶于40 mL DMF中，缓慢滴加10.18 g(0.06 mol)碘丙烷，167 ℃回流反应6 h，冷却至室温，减压回收溶剂后经柱层析(展开剂为乙酸乙酯∶石油醚=1∶4)分离，干燥，得化合物Ⅵ(2.22 g，产率42.3%)。

0.58 g(0.002 mol)化合物Ⅵ溶于40 mL无水乙醇中，缓慢滴加70.0 g(1.1 mol)80%水合肼，100 ℃下反应6 h。冷却至室温，减压回收溶剂，经无水乙醇重结晶，真空干燥，得白色固体化合物Ⅶ(0.27 g，产率51.9%)。

2 结果与讨论

2.1N,N-二丙基异鲁米诺的结构表征

N,N-二丙基异鲁米诺：m.p.238～240 ℃；1HNMR(500 MHz，DMSO)，δ：11.09(s，2H)，7.82(d，J=9.0 Hz，1H)，7.16(m,J=9.0 Hz,1H)，7.00(s,1H),3.36(t,J=7.5 Hz,4H)，1.61～1.54(m,4H)，0.91(t,J=7.5 Hz,6H)；IR(KBr),ν,cm-1：3 450,3 010,2 680,1 670,1 520,750,630。

2.2N,N-二丙基异鲁米诺的光谱性质研究

2.2.1 pH值对荧光光谱的影响

以335 nm为激发波长、DMSO为溶剂，50 μmol·L-1N,N-二丙基异鲁米诺在pH值为2～12的PBS缓冲溶液中的荧光光谱如图1所示。

图1 pH值对N,N-二丙基异鲁米诺荧光强度的影响

由图1可以看出：pH=2～4时,N,N-二丙基异鲁米诺有较强的荧光，荧光强度随着pH值的增大先增强后减弱，在pH=3时荧光强度达到最强；pH=5～6时,荧光强度随着pH值的增大逐渐减弱；pH=7～12时，荧光强度基本稳定。表明N,N-二丙基异鲁米诺的荧光强度在pH=2～6时受酸度影响较大，在中性及碱性条件下其荧光强度基本稳定。因此，本实验选择在pH值为7.35～7.45时考察N,N-二丙基异鲁米诺浓度对荧光强度的影响以及测定其紫外吸收光谱。

2.2.2 浓度对荧光强度的影响

以335 nm为激发波长、DMSO为溶剂，考察N,N-二丙基异鲁米诺浓度在0～50 μmol·L-1范围内对荧光强度的影响，结果如图2所示。

图2 浓度对N,N-二丙基异鲁米诺荧光强度的影响

由图2可以看出，N,N-二丙基异鲁米诺的荧光强度随其浓度的增大而增强，当浓度为50 μmol·L-1时，荧光强度最强。因此，本实验选择N,N-二丙基异鲁米诺浓度为50 μmol·L-1时考察其光谱性质。

在pH值为7.45的PBS缓冲液中，N,N-二丙基异鲁米诺的标准曲线如图3所示。

图3 N,N-二丙基异鲁米诺溶液的标准曲线

经线性拟合得到标准曲线方程为y=4.5371+7.9074x，相关系数R2为0.9972。因此，在浓度0～50 μmol·L-1范围内，N,N-二丙基异鲁米诺的荧光强度与其浓度线性关系良好，可用于光谱分析。

2.2.3 紫外吸收光谱

以DMSO为溶剂，50 μmol·L-1N,N-二丙基异鲁米诺的紫外吸收光谱如图4所示。

图4 N,N-二丙基异鲁米诺的紫外吸收光谱

由图4可以看出，N,N-二丙基异鲁米诺的紫外吸收光谱在296 nm处有由π→π*跃迁和苯环的重叠引起的强的B带吸收峰；在200～240 nm处有羰基与苯环的双键共轭引起的较弱的K带吸收峰。

3 结论

合成了化合物N,N-二丙基异鲁米诺，并对其结构进行了表征，探究了pH值、浓度对其荧光强度的影响。pH=2～6时，N,N-二丙基异鲁米诺溶液荧光强度受酸度影响较大，在中性及碱性环境中荧光强度基本稳定。当浓度在0～50 μmol·L-1范围内，其荧光强度随着浓度的增大而增强。紫外吸收光谱表明，N,N-二丙基异鲁米诺在200～240 nm、296 nm处都有特征吸收峰。

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(1.KeyLaboratoryofChemicalBiology&TraditionalChineseMedicineResearchof

MinistryofEducation，HunanNormalUniversity，Changsha410081,China;2.Schoolof

Economics&Management，ChangshaUniversityofScience&Technology，Changsha410076，China)

IsoluminolderivativeN,N-dipropylisoluminolwassynthesized,itsstructurewascharacterized,anditsspectralpropertieswerestudied.WhenpH=2～4,N,N-dipropylisoluminolhadstrongfluorescence,andthefluorescenceintensityincreasedfirstlyandthenweakenedwiththeincreasingofpHvalue,whenpH=3,thefluorescenceintensitywasthestrongest;whenpH=5～6,thefluorescenceintensitygraduallyweakenedwiththeincreasingofpHvalue;whenpH=7～12,thefluorescenceintensitywasbasicallystable.WhentheconcentrationofN,N-dipropylisoluminolwas0～50μmol·L-1,thefluorescenceintensityincreasedwiththeincreasingoftheconcentration.Thestandardcurveequationoflinearfittingwasy=4.5371+7.9074x,andthecorrelationcoefficientR2was0.9972.Ultravioletabsorptionspectrumshowedthat,N,N-dipropylisoluminolhadstrongπ→π*transitionandBbandabsorptionpeakcausedbyoverlappingbenzeneringat296nm,andconjugateweakKbandabsorptionpeakbetweencarbonylandthedoublebondofbenzeneringat200～240nm.

N,N-dipropylisoluminol;ultravioletabsorptionspectrum;fluorescenceintensity

2016-10-06

伍斌(1991-)，男，湖南邵阳人，硕士研究生，研究方向：有机合成，E-mail:531179186@qq.com；通讯作者：冯志明，副教授，E-mail:fengzhiming@163.com。

10.3969/j.issn.1672-5425.2017.02.010

TQ 422 O 621.22

A

1672-5425(2017)02-0042-03

伍斌，沈娟，曹敏，等.N,N-二丙基异鲁米诺的合成及其光谱性质[J].化学与生物工程，2017，34(2)：42-44.