一种双核镉配合物及其制备方法和应用转让专利
申请号 : CN202111249975.4
文献号 : CN113845535B
文献日 : 2022-03-08
发明人 : 毛佳伟 , 朱敏 , 吴宇 , 徐嘉麒 , 田华 , 丁劲松 , 李铭 , 王美娜 , 朱海
申请人 : 四川省产品质量监督检验检测院 , 成都产品质量检验研究院有限责任公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种双核镉配合物,其特征在于,具有如下所示结构:所述R为甲基、甲氧基、F、Cl或Br。
2.权利要求1所述双核镉配合物的制备方法,其特征在于,包含下列步骤:(1)将取代苯酚、乙酸铅和无水乙醇混合,得到混合溶液;
(2)将混合溶液和N,N‑二(3‑氨丙基)‑2‑吡啶甲胺的无水乙醇溶液混合后进行配位缩合反应,得到铅配合物;
(3)将铅配合物和硫酸镉的无水甲醇溶液混合后进行置换反应,即得所述双核镉配合物;
所述取代苯酚为2,6‑二甲酰基‑4‑甲基苯酚、2,6‑二甲酰基‑4‑甲氧基苯酚、2,6‑二甲酰基‑4‑氟苯酚、2,6‑二甲酰基‑4‑氯苯酚或2,6‑二甲酰基‑4‑溴苯酚。
3.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中取代苯酚和乙酸铅的摩尔比为0.4~0.6:0.4~0.6;
所述取代苯酚和无水乙醇的摩尔体积比为0.4~0.6mmol:10~20mL。
4.如权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中混合的方式为搅拌,所述搅拌的转速为200~400rpm,所述搅拌的时间为1.8~2.2h。
5.如权利要求2~4任意一项所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中N,N‑二(3‑氨丙基)‑2‑吡啶甲胺和步骤(1)中取代苯酚的摩尔比为0.4~0.6:0.4~0.6;
所述N,N‑二(3‑氨丙基)‑2‑吡啶甲胺和N,N‑二(3‑氨丙基)‑2‑吡啶甲胺的无水乙醇溶液的摩尔体积比为0.4~0.6mmol:8~12mL。
6.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中混合的方式为将N,N‑二(3‑氨丙基)‑2‑吡啶甲胺的无水乙醇溶液滴加进混合溶液中;
所述滴加的速率为2~4滴/秒。
7.如权利要求2或6所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中配位缩合反应的时间为2.5~3.5h。
8.如权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中硫酸镉和步骤(1)中取代苯酚的摩尔比为0.15~0.184:0.4~0.6;
所述硫酸镉和硫酸镉的无水甲醇溶液的摩尔体积比为0.15~0.184mmol:10~20mL。
9.如权利要求2、3、4、6或8所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中混合的方式为将硫酸镉的无水甲醇溶液滴加进铅配合物中;
所述滴加的速率为2~4滴/秒;
所述置换反应的时间为3.5~4.5h。
10.权利要求1所述双核镉配合物在制备一氧化氮荧光探针产品中的应用。
说明书 :
一种双核镉配合物及其制备方法和应用
技术领域
背景技术
水具有脂溶性,可快速透过生物膜扩散。一氧化氮生物半衰期只有3~5s,其生成依赖于一
氧化氮合成酶,并在心、脑血管调节、神经、免疫调节等方面有着十分重要的生物学作用,因
此受到人们的普遍重视。在空气中一氧化氮会很快转变为二氧化氮产生刺激作用,产生的
氮氧化物会造成呼吸道刺激,损害呼吸道;人体处于过量的氮氧化物环境中,会出现胸闷、
呼吸窘迫、紫绀等症状,一氧化氮浓度高可致高铁血红蛋白血症。在进行检查时,一氧化氮
的检测是一项重要的检测项目,但是由于其半衰期短和快速扩散的特性,检测结果会出现
偏差。所以如何完成对一氧化氮的检测,成为了当下研究的热点问题。
发明内容
物和硫酸镉混合,将配合物中的铅离子置换,得到了双核镉配合物,置换出来的铅离子形成
硫酸铅沉淀,便于后续的过滤分离。本发明提供的制备方法简单,核心步骤为配位缩合反应
和置换反应,能高效的制备得到目标配合物。经过实验验证,本发明制备的双核镉配合物和
一氧化氮能形成稳定的复合物,检测限低,可用于制备一氧化氮荧光探针产品。
附图说明
具体实施方式
~2.2h,进一步优选为1.9~2.1h,更优选为1.95~2.05h。
0.48~0.52:0.48~0.52。
0.55mmol:9~11mL,更优选为0.48~0.52mmol:9.5~10.5mL。
速率优选为200~400rpm,进一步优选为250~350rpm,更优选为280~320rpm。
0.52。
0.169mmol:14~16mL。
400rpm,进一步优选为250~350rpm,更优选为280~320rpm。
铅进行洗涤,所述洗涤所用试剂优选为无水甲醇,所述无水甲醇和步骤(1)中取代苯酚的体
积摩尔比优选为10~20mL:0.4~0.6mmol,进一步优选为12~18mL:0.45~0.55mmol,更优
选为14~16mL:0.48~0.52mmol;洗涤结束后合并滤液和洗液,得到混合体系。
0.55mmol,更优选为0.18~0.22g:0.48~0.52mmol;所述高氯酸钠和高氯酸钠的无水甲醇
溶液的质量体积比优选为0.15~0.25g:8~12mL,进一步优选为0.16~0.24g:9~11mL,更
优选为0.18~0.22g:9.5~10.5mL。
320rpm;滴加完毕后将溶液使用砂芯进行抽滤获得沉淀。
0.55mmol,更优选为1.75~1.85g:0.48~0.52mmol;所述乙醇乙腈溶液中乙醇和乙腈的体
积比优选为1:0.5~1.5,进一步优选为1:0.6~1.4,更优选为1:0.8~1.2;所述静置的时间
优选大于等于14天,进一步优选大于等于16天,更优选大于等于18天。
胺的10mL无水乙醇溶液以3滴/秒的速度滴加进混合溶液中,滴加完毕后溶液由亮黄色浑浊
变为黄色透明溶液,在300rpm的转速下搅拌进行配位缩合反应,3h后获得铅配合物;然后将
含0.167mmol的3CdSO4·8H2O的15mL无水乙醇溶液以3滴/秒的速度滴加进行铅配合物中,滴
加完毕后溶液变成黄色浑浊,在300rpm的转速下搅拌进行置换反应,搅拌4h后使用砂芯过
滤;将获得的硫酸铅沉淀使用15mL的无水甲醇洗涤,合并滤液和洗液得到混合体系;控制转
速为300rpm,将混合体系和高氯酸钠的无水甲醇溶液混合,混合的方式为滴加,将含0.2g一
水高氯酸钠的10mL无水甲醇溶液以3滴/秒的速度滴加进混合体系中,滴加完毕后有大量的
黄色沉淀生成,并使用砂芯抽滤获得沉淀;将沉淀溶于1.8g乙醇乙腈溶液中,乙腈和乙醇的
体积比为1:1,静置挥发14天后得到0.2g黄色块状单晶,产率为69%,即为双核镉配合物。
‑1 ‑
4.49,N为9.98。IR(KBr,cm ):3449(νO‑H),2923,2851(νCH),1635(νC=N),1093(νClO4),622
‑
(δClO4)。
果如图2所示,从图中可以看出m/z 1022.92的质谱峰丰度为100%,归属于[Cd2L(ClO4)] ,
为分子离子峰,L9为配合物中除去金属离子后剩余的后配体。m/z 462.17的质谱峰丰度也
9 2+
为100%,对应于[Cd2L] ,表明配合物正确合成。图中其它的碎片峰的丰度均很小,这表明
9
双核镉配合物在甲醇溶液中Cd2L基团能稳定存在。
面体结构如图4所示。从图中可以看出,Cd1与大环配体上的两个亚胺氮原子N2和N5、一个叔
胺氮原子N3、一个功能悬臂吡啶环上氮原子N4、两个酚氧原子O1和O2、高氯酸根上的氧原子
O14结合形成配位的十面体结构;Cd1与周围配位原子的距离范围为 Cd2与
大环配体上另一边的两个亚胺氮原子N1和N6、叔胺氮原子N7、悬臂吡啶环上氮原子N8、酚氧
原子O1和O2结合形成6配位的八面体结构,Cd2与周围的配位原子的距离范围为
Cd1与Cd2配位环境的差别在Cd2比Cd1少一个高氯酸根配位,其原因是与
Cd1配位的高氯酸根占据了很大的空间,由于空间阻力,其它的高氯酸根无法与Cd2靠近成
键。
到了重要作用。晶体结构中所有的氢键受体都来自于高氯酸根中的氧原子,而所有的氢键
给体都为配合物分子上的碳原子。一个分子中与Cd原子配位的高氯酸根上的氧原子O13与
另一个分子中的碳原子C12上的氢原子H12B形成氢键从而形成一维结构。氢键C12–
H12B...O13中H...O的距离为 氢键键角为117.0°。
H9A...O23,C22–H22...O21,C29–H29A...O22,其中H9A...O23、H22...O21、H29A...O22的距
离分别为 和 氢键键角分别为176.2°、172.4°和158.6°。
入NO前后其颜色在可见光下有显著改变,溶液颜色明显变深,说明NO能与双核镉配合物发
生作用。将上述甲醇溶液进行紫外吸收研究,得到的紫外吸收光谱图如图8所示,图8中曲线
a为加入NO前的配合物溶液,曲线b为加入NO后的配合物溶液,从图8中可以看出,与通入NO
前相比较,通入NO后,双核镉配合物的由配体到金属的荷移跃迁吸收峰由398nm红移到
451nm,说明NO参与配位使得配体到金属的共轭体系延长,从结构上看,在双核镉配合物中
与镉配位的高氯酸根容易离去(这在质谱结论中也得到证明),而使配位能力更强的NO与镉
原子配位。
液,从图中可以看出,在302nm的紫外光照射下,未加NO的配合物溶液发出蓝色荧光,加入NO
后的配合物溶液发出绿色荧光,且亮度明显增强,说明配合物与NO能有效结合。
合物溶液,从图中可以看出,在未加入NO时,配合物在460nm出现强的发射光谱;在加入NO后
配合物的发射光谱红移到506nm,且荧光强度增大了3.2倍。可以看出配合物产生荧光的激
发能量低,对细胞的伤害小;有良好的荧光性质,对NO有很高的灵敏度。这表明配合物可以
作为应用在机体内的潜在的NO荧光探针试剂产品。
配合物与NO的结合常数为K: [NO],[C],
[C‑NO]分别表示NO,配合物,C‑NO的平衡浓度。由物料守恒定律可得:[C]+[C‑NO]=a(3);
[C‑NO]+[NO]=b(4);a和b分别代表配合物和NO的分析浓度,(4)中的[C‑NO]可以忽略,即因
为b远远大于a,因此式[C‑NO]可以忽略,即[NO]≈b(5);将式(3)和式(5)代入式(2),得:
令A0,(C)=εCal,
A0,[NO]=εNObl,则有 (8);将公式(8)代入
(6)中,整理得到:
3 –1
由图中斜率求得NO和双核镉配合物的结合常数为7.4×10mol·L 。
胺的12mL无水乙醇溶液以3滴/秒的速度滴加进混合溶液中,滴加完毕后溶液由亮黄色浑浊
变为黄色透明溶液,在200rpm的转速下搅拌进行配位缩合反应,2.5h后获得铅配合物;然后
将含0.15mmol的3CdSO4·8H2O的20mL无水乙醇溶液以3滴/秒的速度滴加进行铅配合物中,
滴加完毕后溶液变成黄色浑浊,在200rpm的转速下搅拌进行置换反应,搅拌3.5h后使用砂
芯过滤;将获得的硫酸铅沉淀使用10mL的无水甲醇洗涤,合并滤液和洗液得到混合体系;控
制转速为200rpm,将混合体系和高氯酸钠的无水甲醇溶液混合,混合的方式为滴加,将含
0.15g一水高氯酸钠的12mL无水甲醇溶液以3滴/秒的速度滴加进混合体系中,滴加完毕后
有大量的黄色沉淀生成,并使用砂芯抽滤获得沉淀;将沉淀溶于1.6g乙醇乙腈溶液中,乙腈
和乙醇的体积比为0.5:1,静置挥发16天后得到0.155g黄色块状单晶,产率为67%,即为双
核镉配合物。本实施例制备得到的双核镉配合物进行了与实施例1相同的试验,在NO加入前
后具有明显的荧光颜色和强度的变化、低的激发能量,具有优异的对NO高的结合能力。
胺的8mL无水乙醇溶液以3滴/秒的速度滴加进混合溶液中,滴加完毕后溶液由亮黄色浑浊
变为黄色透明溶液,在400rpm的转速下搅拌进行配位缩合反应,3.5h后获得铅配合物;然后
将含0.184mmol的3CdSO4·8H2O的10mL无水乙醇溶液以3滴/秒的速度滴加进行铅配合物中,
滴加完毕后溶液变成黄色浑浊,在400rpm的转速下搅拌进行置换反应,搅拌4.5h后使用砂
芯过滤;将获得的硫酸铅沉淀使用20mL的无水甲醇洗涤,合并滤液和洗液得到混合体系;控
制转速为400rpm,将混合体系和高氯酸钠的无水甲醇溶液混合,混合的方式为滴加,将含
0.25g一水高氯酸钠的8mL无水甲醇溶液以3滴/秒的速度滴加进混合体系中,滴加完毕后有
大量的黄色沉淀生成,并使用砂芯抽滤获得沉淀;将沉淀溶于2.0g乙醇乙腈溶液中,乙腈和
乙醇的体积比为1.5:1,静置挥发18天后得到0.236g黄色块状单晶,产率为68%,即为双核
镉配合物。本实施例制备得到的双核镉配合物进行了与实施例1相同的试验,在NO加入前后
具有明显的荧光颜色和强度的变化、低的激发能量,具有优异的对NO高的结合能力。
镉原子为六配位的八面体构型,两个镉原子通过配体上的两个酚氧原子桥联起来。由于分
子中含有参与配位和游离的高氯酸根离子,使配合物存在分子自组装行为。高氯酸根中的
氧原子容易和大环配体上的氢原子形成氢键,使得配合物的分子间形成一维链状结构和二
维网状结构。本发明提供的配合物与NO结合效果好,能形成稳定的复合物,检测限低,配合
物发射荧光的激发能量低,在加入NO前后其荧光发射光谱的波长和强度的变化都非常明
显,用作机体内NO分子检测探针产品。
视为本发明的保护范围。