水杨醛席夫碱功能化荧光素化合物的合成

郭冰苑　赵岗　光善仪　徐洪耀

摘 要：以对氨基苯甲酸甲酯和水合肼为原料，经酰胺化反应制得对氨基苯甲酸甲酰胺与水杨醛还原氨化反应生成水杨醛类席夫碱1，化合物1在丙酮溶剂中与三聚氯氰亲核取代得到一缩产物对氨基苯甲酰水杨醛肼腙三嗪产物2，然后以荧光素和水合肼的合成产物荧光素酰肼3与化合物2在四氢呋喃溶液中45～50 ℃反应得到目标产物二缩产物荧光素酰肼三嗪水杨醛席夫碱4，并通过IR与1H NMR对其结构进行表征。

关 键 词：水杨醛；荧光素；席夫碱；合成

中图分类号：TQ 201 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2017）07-1284-03

Synthesis of Salicylaldehyde Schiff Base Functionalized Fluorescein Compounds

GUO Bing-yuan1， ZHAO Gang2， GUANG Shan-yi1*， XV Hong-yao2

（1. College of Chemistry，Chemical Engineering and Biotechnology， Donghua University， Shanghai 201620， China；

2. College of Materials Science and Technology， Donghua University， Shanghai 201620， China）

Abstract： Schiff base（1） was prepared by reductive ammoniation reaction of salicylaldehyde and aminobenzoic acid formamide which was synthesized by amidation reaction of methyl p-aminobenzoate and hydrazine hydrate. The Schiff base（1） reacted with cyanuric chloride in acetone solvent to obtain condensed product， p-aminobenzoatesalicylaldehyde hydrazine triazine （2）. Fluorescein and hydrazine hydrate were used as raw materials to obtain the fluorescein hydrazide （3） by static ring-closing reaction. Compound （2） further reacted with compound （3） in tetrahydrofuran at 45～50 °C to obtain target product， Schiff base（4）. Its structure was characterized by IR， 1H NMR.

Key words： Salicylaldehyde； Fluorescein； Schiff base； Synthesis

熒光素及其衍生物属于呫吨类荧光探针[1]。由于荧光素都存在苯环间氧桥使分子具有大的刚性共平面结构，使其具有良好的光谱性质，如较大的摩尔吸光系数、可见光区内较长的激发和发射波长、光稳定性强以及高荧光量子产率等，具有很高的研究和商业价值[2，3]。故以荧光素为母体，引入不同的官能团对其结构进行修饰被用于广泛研究。席夫碱是由活泼羰基与氨基缩合而来的一类有机化合物[4]。由于其C=N基团的杂化轨道上的N原子含有孤对电子，具有好的配位能力，能以氮、氧原子进行配位与过渡金属形成复杂的化合物，其结构又非常接近生物体系，此外席夫碱左右都可引入各类功能基团使其在应用上具有多样性，在分析化学、药物化学、催化剂等领域都有很好的性能[5]。而水杨醛类席夫碱化合物是具有席夫碱的优良性质拥有良好的配位性，能与金属配合。同时具有水杨醛的优良性质具有变色性能，与其独特的互变异构特性，逐渐成为研究的热点[6]。

三聚氯氰具有独特的结构与反应特性，含氮的的六元杂环上的 3 个氯原子均具有反应活性且具有活性程度不同，可通过控制反应温度和pH，实现分步进行反应[7-9]，因此可作为桥基连接荧光素与水杨醛席夫碱。

本文以对氨基苯甲酸甲酯和水合肼为原料，经酰胺化反应后，再与水杨醛还原氨化反应得到水杨醛类席夫碱1；化合物1在丙酮溶剂中与三聚氯氰经缩合取代得到一缩产物对氨基苯甲酰水杨醛肼腙三嗪2；以荧光素和水合肼为原料，经静闭环反应制得荧光素酰肼3，化合物2进一步在四氢呋喃中与化合物3在45～50 ℃发生取代反应生成二缩产物荧光素酰肼三嗪水杨醛席夫碱4，其结构通过IR与1HNMR进行表征。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

Bruker Avance 400型核磁共振仪（DMSO-d6为溶剂，TMS 为内标）；Nicolet 6700 型傅里叶变换红外光谱仪（KBr压片）。

化合物1和2参考文献[7，8]方法合成；所用试剂均为分析纯。

1.2 合成

1.2.1 荧光素酰肼（3）的合成

参考文献[9]称取1. 00 g荧光素置于100 mL圆底烧瓶中，加入30 mL无水乙醇使其溶解，然后向其中滴加 3. 0 mL 水合肼，搅拌回流 8 h，停止反应并冷却，经旋蒸去除溶剂，再用甲醇重结晶，干燥后得灰白色固体粉末0. 74 g，产率 71%。

1.2.2 荧光素酰肼三嗪水杨醛席夫碱（4）的合成

将69.68 mg （0.2 mmol）荧光素酰肼（3）溶于10.0 mL的THF中，用磁力搅拌器搅拌使其溶解。并在油浴中加热至40～45 ℃，用15.0 mL的THF 80.64 mg（0.2 mmol）对氨基苯甲酰水杨醛肼腙三嗪（2）溶解，倒入滴液漏斗中，并缓慢滴加到三口烧瓶中，搅拌1 h，用滴液漏斗将0.085 g（1 mmol） NaHCO3溶液逐滴加入。反应3 h后，抽滤，除去部分溶剂，在缓慢滴加到200.0 mL的石油醚中，得到白色沉淀，抽滤，重复三次，放入40 ℃的真空干燥箱里烘干至恒重，得到白色固体粉末分子荧光素酰肼三嗪水杨醛席夫碱，产率69.0%。FTIR（KBr）：=3 440 cm-1（OH）；3290 cm-1（NH）；1 670 cm-1（C=O）；2 960 cm-1，1 610 cm-1，1 550 cm-1（Ar-H）；1 170 cm-1，1 110 cm-1（C=N）； 806 cm-1（-Cl）1H-NMR（400 MHz， DMSO， ppm）： 6.20～ 6.35（2H，m），6.40～6.45（1H，s），6.50～6.60（1H，m），6.80～6.85（2H，s），6.90～6.97（1H，m），7.36～7.45（3H，m），7.60～7.66（2H，m），7.76～7.80（1H，m），7.94～8.01（2H，m），9.80（3H，s），11.52（1H，s）。

2 结果与讨论

2.1 合成

在进行三聚氯氰的一缩反应时的温度对反应有较大的影响，一缩反应时控制在0～5 ℃下进行。保证体系无水且N2保护[10，11]。为了保证4-氨基水杨醛苯甲酰肼腙能完全反应，三聚氯氰需过量5%～10%。一缩反应的时间会根据氨基化合物活性的不同，反应时间一般控制在1～3 h。进行二缩反应时，因三聚氯氰第二个氯原子的反应活泼性相对比较惰性，二缩反应时的温度需适当提高。控制在40～45 ℃，反应时间一般控制在2～6 h。而第三个氯的反应温度在80～100 ℃下活化，在得到化合物4后，要在低温真空干燥箱中烘干（图1）。

2.2 表征

对氨基苯甲酰水杨醛肼腙三嗪2与荧光素酰肼3取代反应得到荧光素酰肼三嗪水杨醛席夫碱4。通过IR分析说明，4對比3的红外光谱图来看，由于水杨醛席夫碱的接入使原本羰基的C=O伸缩振动1 690 cm-1处移动至1 700 cm-1；由于三嗪环接入使1 510、1 450 cm-1处共轭芳香环的骨架振动移动至1 560、1 440；1 230 cm-1处为水杨醛席夫碱的C-N键的特征吸收峰，接入3后的4红外图谱中，由于OH的接入使3 430 cm-1处峰强度相对更强更宽。由于分子结构整体共轭性的增强，同时诱导作用推拉电子向高波数移动（图2）。

通过1HNMR分析表明，4对比3的核磁谱图来看，4在δ11.40、δ9.19、δ8.66、δ7.98、δ7.26处相比于3产生以上这些新的化学位移，主要是由于2与3发生取代反应得到的4既具有荧光素酰肼的特征峰，也具有对氨基苯甲酰水杨醛肼腙三嗪的特征峰（图3）。

3 结 论

成功合成以荧光素酰肼和对氨基苯甲酰水杨醛肼腙在三聚氯氰为桥基的新型功能性化合物。该反应条件温和，通过控制反应温度与计量比使产物易纯化且产率高，为类似化合物的合成可提供借鉴。

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科学家警告：遏制二氧化碳排放只剩三年时间

英国《自然》杂志日前发表评论文章称，全球60多位著名科学家、商业领袖、政策领导人等警告说，我们只有3年时间可以扭转全球二氧化碳排放形势。7月7日至8日即将在汉堡召开的G20峰会前夕，科学家们为扭转全球碳排放形势提出6个里程碑，“以免为时已晚”。

评论文章作者认为，虽然面临一定阻力，如美国总统特朗普宣布美国将退出巴黎气候协定，但是全球已经蓄力待发，向低碳经济转变是不可避免的。

全球因燃烧化石燃料而排放的二氧化碳在经历了几十年的增长后，在过去的3年里稳定了下来，这是一个良好的迹象，表明为缓解气候变化所制定的政策、所做的投资正在取得成效。但是，我们还要加快步伐。“事关气候变化，时间就是一切。”文章联署者们写道，如果二氧化碳排放量每年持续增长，至2020年以后，即使保持持平，巴黎协定设定的温度控制目标也几乎是无法实现的。

联合国气候变化框架公约前负责人克里斯蒂安娜·菲格雷斯及其他共同作者，此次提出了2020年的减排里程碑，共涉及6个板块——能源、基础设施、交通运输、土地使用、产业和金融，这些领域有望在减排方面快速取得重大突破。他们呼吁参加G20峰会的各国领导人，将2020年作为大力推进气候变化工作的关键年，并支持金融机构制定完全去碳化的策略。

克里斯蒂安娜·菲格雷斯也是此次“2020任务”（Mission 2020）的召集人。该任务是一个涉及范围广泛的活动，希望各方立即行動起来，确保到2020年碳排放量开始下降。