基于香豆素的硫化氢硫醇双通道荧光探针的合成及其应用-有机化学专业论文.docxVIP

摘 摘 要 Abst Abstract I I PAGE PAGE IV 摘 要 硫化氢、半胱氨酸、同型半胱氨酸和谷胱甘肽在生物体中的诸多生理进程中发挥着 重要作用。因此，对硫化氢和生物硫醇的检测具有非常重要的意义。因硫化氢和硫醇荧 光探针具有检出限低、响应速度快、灵敏度高、对细胞的生物相容性好等优点，已成为 硫化氢和硫醇检测研究的热点。鉴于硫化氢和生物硫醇在结构和化学性质上存在差异， 本文利用活性基团（-Cl、-CH=CH(CN)2）对香豆素进行修饰，设计能同时检测硫化氢 和硫醇的荧光探针，该探针与硫化氢、硫醇能生成不同结构的化合物，达到分别检测硫 化氢和生物硫醇的目的。 以 2-N,N-二乙氨基苯酚为起始原料，通过 Pechmann 缩合、Vilsmeier-Haack 甲酰化 反应得到 4-氯-3-甲酰基-7-（N,N-二乙氨基）香豆素，再与丙二腈通过 Knoevenagel 反应 引入甲叉丙二腈基团，得到探针 4-氯-7-（N,N-二乙氨基）香豆素-3-甲叉丙二腈，并采 用 IR、HRMS 和 NMR 法等对其结构进行了表征。利用 HRMS 法和 NMR 滴定法研究了 探针对硫化氢的检测机理，利用光谱法探讨了硫化氢和生物硫醇浓度、反应时间、缓冲 溶液 pH 值等因素对探针紫外、荧光的影响以及探针对化氢和生物硫醇选择性，采用 MTT 法评价了探针的细胞毒性，并采用共聚焦荧光成像法对细胞内源性硫化氢和硫醇 的进行了检测。结果表明：探针与硫化氢、半胱氨酸和谷胱甘肽作用后，分别在发射波 长为 564、471 和 492 nm 处产生荧光，荧光强度分别增强了 16、9.6 和 12.3 倍；探针对 硫化氢、半胱氨酸和谷胱甘肽的检出限(S/N=3)分别为 41.7、68.8 和 248 nmol/L，对硫化 氢和生物硫醇显示出高的灵敏度和选择性；具有反应迅速（作用时间均小于 10 min）和 能通过双通道途径同时检测硫化氢和生物硫醇的优点；探针无细胞毒性，可用于细胞内 源性硫醇和硫化氢的同时检测。 关键词 硫化氢 硫醇 双通道荧光探针 荧光成像 Abstract Hydrogen sulfide, cysteine, homocysteine and glutathione, play important roles in some physiological processes in living organisms. It is practical significance that the rapid detection of small sulfur molecules in the organism. Fluorescent probes for detecting sulfur molecules have been widely researched because of its selectivity, sensitivity, ease of operation, economy and real-time detection. A novel discrimination strategy for biothiols was presented based on the potential reaction sites of a coumarin- derivative, which was modified by chlorine, methylenemalononitrile. It would be possible to distinguish sulfide and thiols for generating different derivatives to emit different fluorescence. In order to introduce the reactive groups to coumarin, 4-chloro-3-formyl-7-(N,N- diethylamino)coumarin was synthesized by Pechmann condensation and Vilsmeier-Haack reactions from 2-N,N-diethyl phenol. Then the probe consisting chloro and cyanide ethylidene groups, 3-methylenemalononitrile-4-chloro-7-(N,N-diethylamino)coumarin was synthesized from 4-chloro-3-formyl-7