一种计量型氟离子荧光探针及其制备方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN201210273843.X	申请日：	2012.08.03
公开号：	CN102899028A	公开日：	2013.01.30
当前法律状态：	终止	有效性：	无权
法律详情：	未缴年费专利权终止IPC(主分类):C09K 11/06申请日:20120803授权公告日:20140625终止日期:20170803\|\|\|授权\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):C09K 11/06申请日:20120803\|\|\|公开
IPC分类号：	C09K11/06; C07F7/18; G01N21/64; C12Q1/02	主分类号：	C09K11/06
申请人：	杭州师范大学
发明人：	卢华; 盖立志; 李志芳; 来国桥; 蒋剑雄
地址：	310036 浙江省杭州市下沙经济开发区学林路16号
优先权：
专利代理机构：	杭州杭诚专利事务所有限公司 33109	代理人：	王江成;朱实
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内容摘要

本发明涉及有机化学领域，为解决目前人们对一种定量的高选择性和高灵敏度的测定氟离子的荧光探针需求，本发明提出了一种计量型氟离子荧光探针及其制备方法，在容器中，先加入带有发光基团的醇，然后在惰性气体保护下，加入溶剂和三乙胺，再加入二氯硅烷类化合物，在15~30分钟内滴完，反应8~18小时，得到计量型氟离子荧光探针粗品，然后按照常规方法对对得到的粗品进行抽滤，提纯，得到计量型氟离子荧光探针纯产物。本发明的探针对氟离子有很好的选择性和灵敏度，可用于水相体系和细胞中的氟离子检测；同时探针的制备方法简单，对设备要求低，易于工业化。

权利要求书

权利要求书一种计量型氟离子荧光探针，其特征在于，所述的计量型氟离子荧光探针具有以下结构式（A），

（A）
其中，m=1~4，n=1~4，R选自含有共轭芳香环的发光基团。
根据权利要求1所述的一种计量型氟离子荧光探针，其特征在于，所述的R选自硼二吡咯亚甲基、萘基、芘基、蒽基、卟啉基团中一种。
一种如权利要求1或2所述的一种计量型氟离子荧光探针的制备方法，其特征在于，所述的制备方法为以下步骤：
（1）在容器中，先加入带有共轭芳香环发光基团的醇，然后在惰性气体保护下，加入溶剂和三乙胺，然后在15~30分钟内滴入二氯硅烷类化合物，反应8~18小时，得到计量型氟离子荧光探针粗品；其中二氯硅烷类化合物、带有共轭芳香环发光基团的醇与三乙胺的摩尔比为1：1.8~3：2~10；
（2）对步骤（1）得到的粗品进行抽滤，提纯，得到计量型氟离子荧光探针纯产物。
根据权利要求3所述的一种计量型氟离子荧光探针的制备方法，其特征在于，溶剂选自四氢呋喃或乙醚。
根据权利要求3所述的一种计量型氟离子荧光探针的制备方法，其特征在于，所述的带有共轭芳香环发光基团的醇，其中共轭芳香环发光基团选自硼二吡咯亚甲基、萘基、芘基、蒽基、卟啉基团中一种。
根据权利要求3所述的一种计量型氟离子荧光探针的制备方法，其特征在于，所述的二氯硅烷类化合物选自1,1,2,2‑四甲基二氯二硅烷、二甲基二氯硅烷、八甲基二氯正丁硅烷中一种。
根据权利要求3或4或5或6所述的一种计量型氟离子荧光探针的制备方法，其特征在于，三乙胺与溶剂的体积比1：20~50。
一种如权利要求1或2所述的一种计量型氟离子荧光探针在检测氟离子上的应用。

说明书

说明书一种计量型氟离子荧光探针及其制备方法
技术领域
本发明涉及有机化学领域，具体地说涉及一种比例计量反应型氟离子荧光探针。
背景技术
氟离子是一种重要的阴离子，是人体必需的微量元素之一。氟是骨骼和牙齿不可缺少的元素，少量的氟可以有效的防止龋齿和骨质疏松的发生。大量的氟以氟离子的形式存在于自然界中，摄入大量的氟离子很容易造成氟中毒，氟中毒是一种慢性全身性疾病。比如：过量的氟进入人体后，会形成氟斑牙，导致牙齿呈黄褐色或黑褐色，逐渐缺损脱落；出现关节僵硬、下肢弯曲、骨骼变形，甚至瘫痪等症状；影响儿童智力的正常发育并且会对人体的生理系统有较大的损害，因此，对氟离子的检测显得尤为重要(Coord. Chem. Rev., 2006, 250, 3094; Chem. Soc. Rev., 2010, 39, 3746; Chem. Commun., 2011,47, 82)。
近几十年来，氟离子荧光探针技术由于具有方便快捷、灵敏度高和选择性好等特点, 氟离子荧光探针的设计和制备得到了迅速发展。目前文献中报道的作为检测氟离子的方法主要有：（1）通过氢键的作用，如氢键给体(吡咯,酰胺等)能与氟离子形成氢键；（2）路易斯酸间的相互作用，如氟离子对硼原子的强的亲和力。这类荧光探针通常在有机溶剂中展现良好的传感性能，但在水相体系中易受水的氢键或其它阴离子的影响，抗干扰能力较差；响应较慢，等待时间长等弊端，严重制约了其应用范围(Chem. Soc. Rev., 2010, 39, 3936 ; Coord. Chem. Rev., 2006, 250, 3081)。
氟离子荧光探针按照不同的工作机制可分为荧光增强（减弱）型探针和比例计量型探针。前者结合氟离子后荧光强度改变，比例计量型荧光探针利用与氟离子结合后荧光波长发生改变,通过测定氟离子诱导的双发射峰的比例变化可实现对氟离子的定量检测。由于荧光探针的量子产率易受环境影响，荧光增强（减弱）型探针难以实现体内氟离子浓度的定量测定。而比例计量型探针可以避免检测环境的影响，实现对氟离子动态变化过程的定量检测，正是由于比例计量型探针的这一优点，这类探针的研究工作已成为目前氟离子荧光探针研究的热点。
比例计量型探针中基于反应型的荧光探针是利用探针分子与识别客体之间特异不可逆的化学反应前后所产生荧光信号的变化对分析对象进行检测，这类探针具有专一性和不可逆性，而且在水相体系中不影响检测灵敏度。但是目前，有关基于反应型的比例计量型氟离子探针的报道非常少，因此人们一直在寻求一种定量的高选择性和高灵敏度的测定氟离子的荧光探针。
申请号为201010179147.3的中国专利公开了一种识别氟离子的荧光探针及其制备方法和用途，该发明公开了一种光谱检测结合裸眼识别氟离子的探针化合物及试纸，该发明尤其适用于水环境中氟离子的检测。但是该发明无法完成对细胞中的氟离子的检测。
发明内容
为解决目前人们对一种定量的高选择性和高灵敏度的测定氟离子的荧光探针需求，本发明提出了一种计量型氟离子荧光探针本发明的探针对氟离子有很好的选择性和灵敏度，可用于水相体系和细胞中的氟离子检测；
本发明的另一个目的是提供计量型氟离子荧光探针的制备方法，本发明计量型氟离子荧光探针的制备方法简单，对设备要求低，易于工业化。
    本发明是通过以下步骤实现的：一种计量型氟离子荧光探针，所述的计量型氟离子荧光探针含有以下结构式（A），

         （A）
其中，m=1~4，n=1~4，R选自含有共轭芳香环的发光基团，作为优选，R选自硼二吡咯亚甲基、萘基、芘基、蒽基、卟啉基团中一种。
一种计量型氟离子荧光探针的制备方法为以下步骤：
（1）在容器中，先加入带有共轭芳香环发光基团的醇，然后在惰性气体保护下，加入溶剂和三乙胺，然后在15~30分钟内滴入二氯硅烷类化合物，反应8~18小时，得到计量型氟离子荧光探针粗品；作为优选，溶剂选自四氢呋喃或乙醚，共轭芳香环发光基团选自硼二吡咯亚甲基、萘基、芘基、蒽基、卟啉基团中一种，所述的二氯硅烷类化合物选自1,1,2,2‑四甲基二氯二硅烷、二甲基二氯硅烷、八甲基二氯正丁硅烷中一种。
（2）对步骤（1）得到的粗品进行抽滤，提纯，得到计量型氟离子荧光探针纯产物。
其中，二氯硅烷类化合物、带有共轭芳香环发光基团的醇与三乙胺的摩尔比为1：1.8~3：2~10，三乙胺与溶剂的体积比1：20~50。
一种计量型氟离子荧光探针在检测氟离子上的应用。利用计量型氟离子荧光探针中硅原子与氟离子特异性结合，使硅氧键断裂。
本发明利用硅原子与氟原子间较的强亲和作用，以及荧光团的聚集体和单体发光的变化，制备了一系列基于化学反应性的比例计量型氟离子荧光探针，这类探针在水相体系和细胞中都展示了优异的选择性和灵敏性。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）本发明计量型氟离子荧光探针所选用的试剂均为常用试剂，合成步骤简单，反应条件温和，对设备要求低，目标产物产率高，易于分离适应于大量合成，易于工业化。
（2）本发明计量型氟离子荧光探针具有较好的水溶性。
（3）本发明计量型氟离子荧光探针设计方法新颖，选择性好，可以比例计量检测氟离子。
（4）本发明还可以通过细胞成像来观测荧光的变化，易于观察。
附图说明
图1为荧光探针的光物理性质测试图；
图2为使用365 nm荧光灯的照射图；
图3为荧光光谱仪测试图；
图4为荧光探针在活细胞中对氟离子的响应图。
具体实施方式
    下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，实施例中所用原料均可市购。
实施例1
在一个（200 mL）圆底烧瓶中，加入芘甲醇（2 g, 8.6 mmol），在氮气保护下，加入90毫升四氢呋喃和三乙胺（2.64 mL, 18.9 mmol），再逐滴加入1,1,2,2‑四甲基二氯二硅烷(810 μL, 4.3 mmol)，约20分钟，滴加完成后保持反应10 小时。然后直接抽滤除去沉淀，滤液用二氯甲烷萃取三次，水洗三次，用无水硫酸钠干燥，用层析柱（石油醚做为淋洗剂）分离即可得到白色固体的纯产物1，即结构式为（A1）的计量型氟离子荧光探针1(1.92 g)，产率77.3%。
1H NMR （400 MHz, CDCl3) δ: 8.15‑8.04(m, 10 H), 8.01‑7.93(m, 6 H), 7.85(d, 2 H), 5.42(s, 4 H), 0.37 (s, 12 H)
HR‑MS: Calcd. for C38H34O2Si2 [M+] 578.8464. Found 578.8468.
合成反应方程式如下：

                                            （A1）
实施例2
在一个（200 mL）圆底烧瓶中，加入芘甲醇（2 g, 8.6 mmol），在氮气保护下，加入55毫升四氢呋喃和三乙胺（2.64 mL, 18.9 mmol），再逐滴加入二甲基二氯硅烷(800 μL, 4.3 mmol)，约30分钟，滴加完成后保持反应8小时。然后直接抽滤除去大量的沉淀，滤液用二氯甲烷萃取三次，水洗三次，用无水硫酸钠干燥，用层析柱（石油醚做为淋洗剂）分离即可得到白色固体的纯产物2，即结构式为（A2）的计量型氟离子荧光探针2(1.82g)，产率81.2%。
1H NMR （400 MHz, CDCl3) δ: 8.15‑8.05(m, 10 H), 8.05‑7.98(m, 6 H), 7.89(d, 2 H), 5.40(s, 4 H), 0.39 (s, 6 H)
HR‑MS: Calcd. for C36H28O2Si [M+] 520.6918. Found 520.6919.
结构式为：

        （A2）
实施例3
在一个（200 mL）圆底烧瓶中，加入芘基正丁基醇10 mmol，在氩气保护下加入100 ml乙醚和三乙胺（3.07 mL, 22.5 mmol），再逐滴加入二甲基二氯硅烷5 mmol，约25分钟，滴加完成后保持反应10 小时，采用实施例1的方法进行抽滤、提纯，得到白色固体的纯产物3，即结构式为（A3）的计量型氟离子荧光探针3(2.43 g)，产率80.3%。
1H NMR （400 MHz, CDCl3) δ: 8.18‑8.10(m, 10 H), 8.08‑7.90(m, 6 H), 7.86(d, 2 H), 5.42(s, 4 H), 3.17 (t, 8 H), 1.60‑1.90 (m, 8 H) 0.39 (s, 6 H)
HR‑MS: Calcd. for C42H40O2Si [M+] 604.8513. Found 604.8517.
结构式为：

           （A3）
实施例4
在一个（200 mL）圆底烧瓶中，加入蒽甲醇10 mmol，在氩气保护下加入100 ml乙醚和三乙胺（3.07 mL, 22.5 mmol），再逐滴加入二甲基二氯硅烷5.1 mmol，约18分钟，滴加完成后保持反应12 小时，采用实施例1的方法进行抽滤、提纯，得到白色固体的纯产物4，即结构式为（A4）的计量型氟离子荧光探针4(1.92 g)，产率81.2%。
1H NMR （400 MHz, CDCl3) δ: 8.51(s, 2 H), 8.37(m, 4 H), 8.03(m, 4 H), 7.46‑7.60(m, 4 H), 6.24(s, 2 H), 0.33(s, 6 H)
HR‑MS: Calcd. for C32H28O2Si [M+] 472.6490. Found 472.6488.
结构式为：

（A4）
实施例5
在一个（200 mL）圆底烧瓶中，加入蒽基正丁醇10 mmol，在氮气保护下加入150 ml四氢呋喃和三乙胺（3.14 mL, 23.0 mmol），再逐滴加入二甲基二氯硅烷5 mmol，约15分钟，滴加完成后保持反应15 小时，采用实施例1的方法进行抽滤、提纯，得到白色固体的纯产物5，即结构式为（A5）的计量型氟离子荧光探针5(2.25 g)，产率80.8%。
1H NMR （400 MHz, CDCl3) δ: 8.50(s, 2 H), 8.37(m, 4 H), 8.06(m, 4 H), 7.46‑7.62(m, 4 H), 6.23(t, 4 H), 3.11 (t, 8 H), 1.63‑1.95 (m, 8 H), 0.34(s, 6 H)
HR‑MS: Calcd. for C38H40O2Si [M+] 556.8085. Found 556.8088.
结构式为：

             （A5）
实施例6
在一个（200 mL）圆底烧瓶中，加入萘甲醇10 mmol，在氮气保护下加入100 ml四氢呋喃和三乙胺（1.28 mL, 10.0 mmol），再逐滴加入二甲基二氯硅烷5 mmol，约20分钟，滴加完成后保持反应10 小时，采用实施例1的方法进行抽滤、提纯，得到白色固体的纯产物6，即结构式为（A6）的计量型氟离子荧光探针6(1.41g)，产率78.5%。
1H NMR (CDCl3) δ: 8.14‑8.17 (dd, 2 H). 7.83‑7.93 (m, 4 H)，7.45‑7.59 (m, 8 H)，5.17 (s, 4H), 0.34 (bs, 6 H)
HR‑MS: Calcd. for C23H22O2Si [M+] 358.1389. Found 358.1391.
结构式为：

       （A6）
实施例7
在一个（200 mL）圆底烧瓶中，加入萘基正丁醇10 mmol，在氮气保护下加入100 ml四氢呋喃和三乙胺（3.28 mL, 24.0 mmol），再逐滴加入二甲基二氯硅烷5.3 mmol，约30分钟，滴加完成后保持反应10 小时，采用实施例1的方法进行抽滤、提纯，得到白色固体的纯产物7，即结构式为（A7）的计量型氟离子荧光探针7(1.74 g)，产率76.3%。
1H NMR (CDCl3) δ: 8.14‑8.17 (dd, 2 H). 7.83‑7.93 (m, 4 H)，7.45‑7.59 (m, 8 H)，5.17 (s, 4H), 3.72 (t, 8 H), 1.55‑1.80 (m, 8 H), 0.34 (bs, 6 H)
HR‑MS: Calcd. for C30H36O2Si [M+] 456.6911. Found 456.6914.
结构式为：

            （A7）
实施例8
在一个（200 mL）圆底烧瓶中，加入硼二吡咯亚甲基甲醇10 mmol，在氮气保护下加入120 ml乙醚和三乙胺（3.17 mL, 23.2 mmol），再逐滴加入二甲基二氯硅烷5.1mmol，约25分钟，滴加完成后保持反应11 小时，采用实施例1的方法进行抽滤、提纯，得到白色固体的纯产物8，即结构式为（A8）的计量型氟离子荧光探针8(2.34 g)，产率76.5%。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 6.03 (s, 4H), 5.77(s, 4 H) 2.58 (s, 12H), 1.37 (s, 12 H), 0.33(s, 6 H)
HR‑MS: Calcd. for C30H38B2F4N4O2Si [M+] 612.2886. Found 612.2884.
结构式为：

       （A8）
实施例9
在一个（200 mL）圆底烧瓶中，加入硼二吡咯亚甲基丁醇10 mmol，在氮气保护下加入130 ml乙醚和三乙胺（3.17 mL, 23.2 mmol），再逐滴加入二甲基二氯硅烷5.1mmol，约18分钟，滴加完成后保持反应13 小时，采用实施例1的方法进行抽滤、提纯，得到白色固体的纯产物9，即结构式为（A9）的计量型氟离子荧光探针9(2.67 g)，产率76.8%。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 6.03 (s, 4H), 5.77(s, 4 H), 4.10 (t, 8 H), 2.22‑2.41 (m, 8 H), 2.58 (s, 12H), 1.37 (s, 12 H), 0.33(s, 6 H)
HR‑MS: Calcd. for C36H50B2F4N4O2Si [M+] 696.5089. Found 696.5093.
结构式为：

（A9）
实施例10
在一个（200 mL）圆底烧瓶中，加入卟啉甲醇10 mmol，在氮气保护下加入80ml四氢呋喃和三乙胺（3.28 mL, 24.0 mmol），再逐滴加入二甲基二氯硅烷5.4mmol，约20分钟，滴加完成后保持反应11 小时，采用实施例1的方法进行抽滤、提纯，得到白色固体的纯产物10，即结构式为（A10）的计量型氟离子荧光探针10(5.26 g)，产率78.2%。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 8.86 (s, 16 H), 8.24‑8.23 (m, 16 H), 7.82‑7.75 (m, 22 H), 5.09 (s, 4 H), 0.33(s, 6 H), ‑2.75 (s, 4 H)
HR‑MS: Calcd. for C92H68N8O2Si [M+] 1345.6622. Found 1345.6625.
结构式为：

（A10）
实施例11
在一个（200 mL）圆底烧瓶中，加入卟啉正丁醇10 mmol，充入氮气，在氮气保护下加入100 ml四氢呋喃和三乙胺（3.18 mL, 23.3 mmol），再逐滴加入二甲基二氯硅烷5.1 mmol，约25分钟，滴加完成后保持反应10 小时，采用实施例1的方法进行抽滤、提纯，得到白色固体的纯产物11，即结构式为（A11）的计量型氟离子荧光探针11(5.46 g)，产率76.4%。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 8.84 (s, 16 H), 8.28‑8.22 (m, 16 H), 7.79‑7.70 (m, 22 H), 5.17 (s, 4 H), 4.12 (t, 8 H), 2.30‑2.43 (m, 8 H), 0.40(s, 24 H), ‑2.76 (s, 4 H)
HR‑MS: Calcd. for C98H80N8O2Si [M+] 1429.8217. Found 1429.8216.
结构式为：

（A11）
实施例12
在一个（200 mL）圆底烧瓶中，加入芘甲醇（2 g, 8.6 mmol），在氮气保护下加入90毫升四氢呋喃和三乙胺（2.64 mL, 18.9 mmol），再逐滴加入八甲基二氯正丁硅烷(823 μL, 4.3 mmol)，约18分钟，滴加完成后保持反应14 小时。然后直接抽滤除去大量的沉淀，滤液用二氯甲烷萃取三次，水洗三次，用无水硫酸钠干燥，用层析柱（石油醚做为淋洗剂）分离即可得到白色固体纯产物12，即结构式为（A12）的计量型氟离子荧光探针12(2.48 g)，产率83.1%。
1H NMR （400 MHz, CDCl3) δ: 8.20‑8.12(m, 10 H), 8.08‑7.96(m, 6 H), 7.87(d, 2 H), 5.45(s, 4 H), 0.36 (s, 24 H)
HR‑MS: Calcd. for C42H46O2Si4 [M+] 695.1554. Found 695.1557.
结构式为：

（A12）
实施例13
在一个（200 mL）圆底烧瓶中，加入芘基正丁基醇10 mmol，在氮气保护下加入110 ml四氢呋喃和三乙胺（3.10 mL, 22.2 mmol），再逐滴加入八甲基二氯正丁硅烷5.1 mmol，约15分钟，滴加完成后保持反应14 小时。按照实施例12的方法抽滤、提纯，得到白色固体纯产物13，即结构式为（A13）的计量型氟离子荧光探针13(3.16 g)，产率81.2%。
1H NMR （400 MHz, CDCl3) δ: 8.18‑8.12(m, 10 H), 8.07‑7.93(m, 6 H), 7.88(d, 2 H), 5.40(s, 4 H), 3.18(t, 8 H), 1.63‑1.90 (m, 8 H) 0.35 (s, 24 H)
HR‑MS: Calcd. for C48H58O2Si4 [M+] 779.3149. Found 779.3146.
结构式为：

（A13）
实施例14
在一个（200 mL）圆底烧瓶中，加入蒽甲醇10 mmol，在氮气保护下加入100 ml毫升四氢呋喃和三乙胺（6.93 mL, 50 mmol），再逐滴加入八甲基二氯正丁硅烷5 mmol，约30分钟，滴加完成后保持反应8小时。按照实施例12的方法抽滤、提纯，得到白色固体纯产物14，即结构式为（A14）的计量型氟离子荧光探针14(2.50 g)，产率77.3%。
1H NMR （400 MHz, CDCl3) δ: 8.50(s, 2 H), 8.37(m, 4 H), 8.04(m, 4 H), 7.46‑7.61(m, 8 H), 6.22(s, 4 H), 0.39(s, 24 H)
HR‑MS: Calcd. for C38H46O2Si4 [M+] 646.2578. Found 646.2575.
结构式为：

（A14）
实施例15
在一个（200 mL）圆底烧瓶中，加入蒽基正丁基醇10 mmol，在氩气保护下加入120 ml毫升四氢呋喃和三乙胺（3.34 mL, 24.0 mmol），再逐滴加入八甲基二氯正丁硅烷5.3 mmol，约25分钟，滴加完成后保持反应10 小时。按照实施例12的方法抽滤、提纯，得到白色固体纯产物15，即结构式为（A15）的计量型氟离子荧光探针15(2.80 g)，产率76.5%。
1H NMR （400 MHz, CDCl3) δ: 8.52(s, 2 H), 8.36(m, 4 H), 8.04(m, 4 H), 7.46‑7.60(m, 8 H), 6.26(s, 4 H), 3.12 (t, 8 H), 1.60‑1.88 (m, 8 H), 0.41(s, 24 H)
HR‑MS: Calcd. for C44H58O2Si4[M+] 731.2721. Found 731.2724.
结构式为：

（A15）
实施例16
在一个（200 mL）圆底烧瓶中，加入萘甲醇10 mmol，在氮气保护下加入150 ml毫升乙醚和三乙胺（3.06 mL, 22.0 mmol），再逐滴加入八甲基二氯正丁硅烷5.2mmol，约25分钟，滴加完成后保持反应18 小时。按照实施例12的方法抽滤、提纯，得到白色固体纯产物16，即结构式为（A16）的计量型氟离子荧光探针16(2.06 g)，产率75.6%。
1H NMR (CDCl3) δ: 8.12‑8.18 (dd, 2 H). 7.80‑7.90 (m, 4 H)，7.50‑7.62 (m, 8 H)，5.18 (s, 4H)，0.41 (bs, 24 H)
HR‑MS: Calcd. for C30H42O2Si4 [M+] 546.2262. Found 546.2261.
结构式为：

（A16）
实施例17
在一个（200 mL）圆底烧瓶中，加入蒽基正丁基醇10 mmol，在氮气保护下加入130 ml四氢呋喃和三乙胺（3.27 mL, 23.5 mmol），再逐滴加入八甲基二氯正丁硅烷3.33 mmol，大约30分钟，滴加完成后保持反应8 小时。按照实施例12的方法抽滤、提纯，得到白色固体纯产物17，即结构式为（A17）的计量型氟离子荧光探针17(2.44 g)，产率77.2%。
1H NMR (CDCl3) δ: 8.11‑8.17 (dd, 2 H). 7.80‑7.93 (m, 4 H)，7.52‑7.62 (m, 8 H)，5.20 (s, 4H), 3.74 (t, 8 H), 1.59‑1.84 (m, 8 H), 0.40 (bs, 24 H)
HR‑MS: Calcd. for C36H54O2Si4 [M+] 631.1548. Found 631.1541.
结构式为：

（A17）
实施例18
在一个（200 mL）圆底烧瓶中，加入硼二吡咯亚甲基甲醇10 mmol，在氮气保护下加入100 ml四氢呋喃和三乙胺（3.20 mL, 23.0 mmol），再逐滴加入八甲基二氯正丁硅烷5 mmol，约25分钟，滴加完成后保持反应10 小时。按照实施例12的方法抽滤、提纯，得到白色固体纯产物18，即结构式为（A18）的计量型氟离子荧光探针18(3.11 g)，产率79.2%。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 6.10 (s, 4H), 5.79(s, 4 H) 2.50 (s, 12H), 1.40 (s, 12 H), 0.43(s, 24 H)
HR‑MS: Calcd. for C36H56B2F4N4O2Si4 [M+] 786.3603. Found 786.3600.
结构式为：

（A18）
实施例19
在一个（200 mL）圆底烧瓶中，加入硼二吡咯亚甲基正丁基醇10 mmol，在氮气保护下加入90 ml四氢呋喃和三乙胺（3.03 mL, 21.8 mmol），再逐滴加入八甲基二氯正丁硅烷5.1mmol，约20分钟，滴加完成后保持反应17 小时。按照实施例12的方法抽滤、提纯，得到白色固体纯产物19，即结构式为（A19）的计量型氟离子荧光探针19(3.42 g)，产率78.6%。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 6.10 (s, 4 H), 5.79(s, 4 H), 4.06 (t, 8 H), 2.27‑2.45 (m, 8 H), 2.50 (s, 12 H), 1.40 (s, 12 H), 0.43(s, 24 H)
HR‑MS: Calcd. for C42H68B2F4N4O2Si4 [M+] 870.9725. Found 870.9728.
结构式为：

（A19）
实施例20
在一个（200 mL）圆底烧瓶中，加入卟啉甲醇10mmol，在氮气保护下加入100 ml四氢呋喃和三乙胺（3.34 mL, 24.0 mmol），再逐滴加入八甲基二氯正丁硅烷5mmol，约30分钟，滴加完成后保持反应9 小时。按照实施例12的方法抽滤、提纯，得到白色固体纯产物20，即结构式为（A20）的计量型氟离子荧光探针20(5.65 g)，产率74.3%。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 8.88 (s, 16 H), 8.27‑8.21 (m, 16 H), 7.80‑7.66 (m, 22 H), 5.10 (s, 4 H), 0.39(s, 24 H), ‑2.75 (s, 4 H)
HR‑MS: Calcd. for C98H86N8O2Si4 [M+] 1520.1258. Found 1520.1260.
结构式为：

（A20）
实施例21
在一个（200 mL）圆底烧瓶中，加入硼二吡咯亚甲基正丁基醇10 mmol，在氮气保护下加入110 ml四氢呋喃和三乙胺（3.34 mL, 24.0 mmol），再逐滴加入八甲基二氯正丁硅烷5.2mmol，大约25分钟，滴加完成后保持反应12 小时。按照实施例12的方法抽滤、提纯，得到白色固体纯产物21，即结构式为（A21）的计量型氟离子荧光探针21(6.02 g)，产率75.1%。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 8.86 (s, 16 H), 8.26‑8.22 (m, 16 H), 7.82‑7.70 (m, 24 H), 5.14 (s, 4 H), 4.10 (t, 8 H), 2.33‑2.40 (m, 8 H), 0.41(s, 24 H), ‑2.78 (s, 4 H)
HR‑MS: Calcd. for C104H98N8O2Si4 [M+] 1604.2853. Found 1604.2858.
结构式为：

（A21）
测试例1：荧光探针的光物理性质测试
将上述实施例1~实施例21中任一制备的荧光探针溶于体积比为1：1的四氢呋喃与水的混合溶液中，制成摩尔浓度为0.01毫摩尔每升的测试溶液。
分别各取1毫升上述已配制的荧光探针测试溶液，各加入10微升摩尔浓度为1毫摩尔每升的CO32‑, NO2‑, NO3‑, Cl‑, Br‑, SCN‑, ClO4‑, SO42‑, HPO42‑, H2PO4‑, F‑。当以较短的激发光激发时，分别比较加入各种阴离子的荧光探针的荧光光谱与不加入任何阴离子的荧光探针的荧光光谱，发现加入CO32‑，NO2‑, NO3‑, Cl‑, Br‑, I‑, SCN‑, ClO4‑, SO42‑, HPO42‑, H2PO4‑ 时荧光光谱几乎不发生变化，而加入F‑后，体系的荧光光谱有很大的变化，长波长(470 nm)发光减弱，在短波长(378 nm)处的发光处逐渐增强，主要是化合物硅氧键的断裂，聚集态的发光减弱，直至消失。如图1所示，从图中可以看出本荧光探针对F‑有较好的选择性。
测试例2
分别各取测试例1中已配制的荧光探针的测试溶液，各加入1微升，2微升，3微升，4微升，5微升，6微升，7微升，8微升，9微升，10微升浓度为1毫摩尔每升的F‑，各放置2分钟，测试荧光光谱的变化。如图2所示，在365 nm荧光灯照射下，加入氟离子溶液的荧光由蓝色变为浅蓝色；如图3所示，用荧光光谱仪测试发现，随着氟离子量的增加，短波长处的发光强度逐渐增强，长波长处的发光强度逐渐减弱，可以实现对氟离子的定量检测。
测试例3：测试荧光探针在活细胞中对氟离子的响应
以PLA纳米粒子为载体使荧光探针进入HELA细胞中，如图4所示，发现荧光发射波谱位于440‑600 nm处，在410‑440 nm处没有发射，但在37℃加入100 μM 氟离子，2小时后发现在410‑440 nm处有发射，且440‑600 nm处峰强度明显减弱。这种变化主要是由于氟离子的加入使硅氧键断裂，化合物发射由聚集态回到单体发射。通过测试也进一步验证了此荧光探针在活细胞中检测极限低。

资源描述

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1、(10)申请公布号 CN 102899028 A (43)申请公布日 2013.01.30 C N 1 0 2 8 9 9 0 2 8 A *CN102899028A* (21)申请号 201210273843.X (22)申请日 2012.08.03 C09K 11/06(2006.01) C07F 7/18(2006.01) G01N 21/64(2006.01) C12Q 1/02(2006.01) (71)申请人杭州师范大学地址 310036 浙江省杭州市下沙经济开发区学林路16号 (72)发明人卢华盖立志李志芳来国桥蒋剑雄 (74)专利代理机构杭州杭诚专利事务所有限公司。

2、 33109 代理人王江成朱实 (54) 发明名称一种计量型氟离子荧光探针及其制备方法 (57) 摘要本发明涉及有机化学领域，为解决目前人们对一种定量的高选择性和高灵敏度的测定氟离子的荧光探针需求，本发明提出了一种计量型氟离子荧光探针及其制备方法，在容器中，先加入带有发光基团的醇，然后在惰性气体保护下，加入溶剂和三乙胺，再加入二氯硅烷类化合物，在1530分钟内滴完，反应818小时，得到计量型氟离子荧光探针粗品，然后按照常规方法对对得到的粗品进行抽滤，提纯，得到计量型氟离子荧光探针纯产物。本发明的探针对氟离子有很好的选择性和灵敏度，可用于水相体系和细胞中的氟离子检测；。

3、同时探针的制备方法简单，对设备要求低，易于工业化。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页说明书12页附图2页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请权利要求书 1 页说明书 12 页附图 2 页 1/1页 2 1. 一种计量型氟离子荧光探针，其特征在于，所述的计量型氟离子荧光探针具有以下结构式（A），（A）其中，m=14，n=14，R选自含有共轭芳香环的发光基团。 2.根据权利要求1所述的一种计量型氟离子荧光探针，其特征在于，所述的R选自硼二吡咯亚甲基、萘基、芘基、蒽基、卟啉基团中一种。 3.一种如权利要求1或2所述的一种计量型氟离子荧光探针的制备方法。

4、，其特征在于，所述的制备方法为以下步骤：（1）在容器中，先加入带有共轭芳香环发光基团的醇，然后在惰性气体保护下，加入溶剂和三乙胺，然后在1530分钟内滴入二氯硅烷类化合物，反应818小时，得到计量型氟离子荧光探针粗品；其中二氯硅烷类化合物、带有共轭芳香环发光基团的醇与三乙胺的摩尔比为1：1.83：210；（2）对步骤（1）得到的粗品进行抽滤，提纯，得到计量型氟离子荧光探针纯产物。 4.根据权利要求3所述的一种计量型氟离子荧光探针的制备方法，其特征在于，溶剂选自四氢呋喃或乙醚。 5.根据权利要求3所述的一种计量型氟离子荧光探针的制备方法，其特征在于，所述的带有共轭芳香环发光基团的。

5、醇，其中共轭芳香环发光基团选自硼二吡咯亚甲基、萘基、芘基、蒽基、卟啉基团中一种。 6.根据权利要求3所述的一种计量型氟离子荧光探针的制备方法，其特征在于，所述的二氯硅烷类化合物选自1,1,2,2-四甲基二氯二硅烷、二甲基二氯硅烷、八甲基二氯正丁硅烷中一种。 7.根据权利要求3或4或5或6所述的一种计量型氟离子荧光探针的制备方法，其特征在于，三乙胺与溶剂的体积比1：2050。 8.一种如权利要求1或2所述的一种计量型氟离子荧光探针在检测氟离子上的应用。权利要求书CN 102899028 A 1/12页 3 一种计量型氟离子荧光探针及其制备方法技术领域 0001 本发明涉及有机。

6、化学领域，具体地说涉及一种比例计量反应型氟离子荧光探针。背景技术 0002 氟离子是一种重要的阴离子，是人体必需的微量元素之一。氟是骨骼和牙齿不可缺少的元素，少量的氟可以有效的防止龋齿和骨质疏松的发生。大量的氟以氟离子的形式存在于自然界中，摄入大量的氟离子很容易造成氟中毒，氟中毒是一种慢性全身性疾病。比如：过量的氟进入人体后，会形成氟斑牙，导致牙齿呈黄褐色或黑褐色，逐渐缺损脱落；出现关节僵硬、下肢弯曲、骨骼变形，甚至瘫痪等症状；影响儿童智力的正常发育并且会对人体的生理系统有较大的损害，因此，对氟离子的检测显得尤为重要(Coord. Chem. Rev., 2006, 250, 30。

7、94; Chem. Soc. Rev., 2010, 39, 3746; Chem. Commun., 2011,47, 82)。 0003 近几十年来，氟离子荧光探针技术由于具有方便快捷、灵敏度高和选择性好等特点, 氟离子荧光探针的设计和制备得到了迅速发展。目前文献中报道的作为检测氟离子的方法主要有：（1）通过氢键的作用，如氢键给体(吡咯,酰胺等)能与氟离子形成氢键；（2）路易斯酸间的相互作用，如氟离子对硼原子的强的亲和力。这类荧光探针通常在有机溶剂中展现良好的传感性能，但在水相体系中易受水的氢键或其它阴离子的影响，抗干扰能力较差；响应较慢，等待时间长等弊端，严重制约了其应用范围(。

8、Chem. Soc. Rev., 2010, 39, 3936 ; Coord. Chem. Rev., 2006, 250, 3081)。 0004 氟离子荧光探针按照不同的工作机制可分为荧光增强（减弱）型探针和比例计量型探针。前者结合氟离子后荧光强度改变，比例计量型荧光探针利用与氟离子结合后荧光波长发生改变,通过测定氟离子诱导的双发射峰的比例变化可实现对氟离子的定量检测。由于荧光探针的量子产率易受环境影响，荧光增强（减弱）型探针难以实现体内氟离子浓度的定量测定。而比例计量型探针可以避免检测环境的影响，实现对氟离子动态变化过程的定量检测，正是由于比例计量型探针的这一优点，这类探针的。

9、研究工作已成为目前氟离子荧光探针研究的热点。 0005 比例计量型探针中基于反应型的荧光探针是利用探针分子与识别客体之间特异不可逆的化学反应前后所产生荧光信号的变化对分析对象进行检测，这类探针具有专一性和不可逆性，而且在水相体系中不影响检测灵敏度。但是目前，有关基于反应型的比例计量型氟离子探针的报道非常少，因此人们一直在寻求一种定量的高选择性和高灵敏度的测定氟离子的荧光探针。 0006 申请号为201010179147.3的中国专利公开了一种识别氟离子的荧光探针及其制备方法和用途，该发明公开了一种光谱检测结合裸眼识别氟离子的探针化合物及试纸，该发明尤其适用于水环境中氟离子的检测。。

10、但是该发明无法完成对细胞中的氟离子的检测。发明内容 0007 为解决目前人们对一种定量的高选择性和高灵敏度的测定氟离子的荧光探针需说明书CN 102899028 A 2/12页 4 求，本发明提出了一种计量型氟离子荧光探针本发明的探针对氟离子有很好的选择性和灵敏度，可用于水相体系和细胞中的氟离子检测；本发明的另一个目的是提供计量型氟离子荧光探针的制备方法，本发明计量型氟离子荧光探针的制备方法简单，对设备要求低，易于工业化。 0008 本发明是通过以下步骤实现的：一种计量型氟离子荧光探针，所述的计量型氟离子荧光探针含有以下结构式（A），（A）其中，m=14，n=14，R选自含。

11、有共轭芳香环的发光基团，作为优选，R选自硼二吡咯亚甲基、萘基、芘基、蒽基、卟啉基团中一种。 0009 一种计量型氟离子荧光探针的制备方法为以下步骤：（1）在容器中，先加入带有共轭芳香环发光基团的醇，然后在惰性气体保护下，加入溶剂和三乙胺，然后在1530分钟内滴入二氯硅烷类化合物，反应818小时，得到计量型氟离子荧光探针粗品；作为优选，溶剂选自四氢呋喃或乙醚，共轭芳香环发光基团选自硼二吡咯亚甲基、萘基、芘基、蒽基、卟啉基团中一种，所述的二氯硅烷类化合物选自1,1,2,2-四甲基二氯二硅烷、二甲基二氯硅烷、八甲基二氯正丁硅烷中一种。 0010 （2）对步骤（1）得到的粗品进行抽滤，提纯。

12、，得到计量型氟离子荧光探针纯产物。 0011 其中，二氯硅烷类化合物、带有共轭芳香环发光基团的醇与三乙胺的摩尔比为1： 1.83：210，三乙胺与溶剂的体积比1：2050。 0012 一种计量型氟离子荧光探针在检测氟离子上的应用。利用计量型氟离子荧光探针中硅原子与氟离子特异性结合，使硅氧键断裂。 0013 本发明利用硅原子与氟原子间较的强亲和作用，以及荧光团的聚集体和单体发光的变化，制备了一系列基于化学反应性的比例计量型氟离子荧光探针，这类探针在水相体系和细胞中都展示了优异的选择性和灵敏性。 0014 与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）本发明计量型氟离子荧光探针所选用的试剂均为。

13、常用试剂，合成步骤简单，反应条件温和，对设备要求低，目标产物产率高，易于分离适应于大量合成，易于工业化。 0015 （2）本发明计量型氟离子荧光探针具有较好的水溶性。 0016 （3）本发明计量型氟离子荧光探针设计方法新颖，选择性好，可以比例计量检测氟离子。 0017 （4）本发明还可以通过细胞成像来观测荧光的变化，易于观察。附图说明 0018 图1为荧光探针的光物理性质测试图；图2为使用365 nm荧光灯的照射图；图3为荧光光谱仪测试图；说明书CN 102899028 A 3/12页 5 图4为荧光探针在活细胞中对氟离子的响应图。具体实施方式 0019 下面通过实施例对本发。

14、明作进一步详细说明，实施例中所用原料均可市购。 0020 实施例1 在一个（200 mL）圆底烧瓶中，加入芘甲醇（2 g, 8.6 mmol），在氮气保护下，加入90毫升四氢呋喃和三乙胺（2.64 mL, 18.9 mmol），再逐滴加入1,1,2,2-四甲基二氯二硅烷(810 L, 4.3 mmol)，约20分钟，滴加完成后保持反应10 小时。然后直接抽滤除去沉淀，滤液用二氯甲烷萃取三次，水洗三次，用无水硫酸钠干燥，用层析柱（石油醚做为淋洗剂）分离即可得到白色固体的纯产物1，即结构式为（A1）的计量型氟离子荧光探针1(1.92 g)，产率 77.3%。 0021 1 H NMR （40。

15、0 MHz, CDCl 3 ) : 8.15-8.04(m, 10 H), 8.01-7.93(m, 6 H), 7.85(d, 2 H), 5.42(s, 4 H), 0.37 (s, 12 H) HR-MS: Calcd. for C 38 H 34 O 2 Si 2 M + 578.8464. Found 578.8468. 合成反应方程式如下：（A1）实施例2 在一个（200 mL）圆底烧瓶中，加入芘甲醇（2 g, 8.6 mmol），在氮气保护下，加入55毫升四氢呋喃和三乙胺（2.64 mL, 18.9 mmol），再逐滴加入二甲基二氯硅烷(800 L, 4.3 mmol)，约。

16、30分钟，滴加完成后保持反应8小时。然后直接抽滤除去大量的沉淀，滤液用二氯甲烷萃取三次，水洗三次，用无水硫酸钠干燥，用层析柱（石油醚做为淋洗剂）分离即可得到白色固体的纯产物2，即结构式为（A2）的计量型氟离子荧光探针2(1.82g)，产率81.2%。 0022 1 H NMR （400 MHz, CDCl 3 ) : 8.15-8.05(m, 10 H), 8.05-7.98(m, 6 H), 7.89(d, 2 H), 5.40(s, 4 H), 0.39 (s, 6 H) HR-MS: Calcd. for C 36 H 28 O 2 Si M + 520.6918. Found 52。

17、0.6919. 结构式为：（A2）实施例3 在一个（200 mL）圆底烧瓶中，加入芘基正丁基醇10 mmol，在氩气保护下加入100 ml 乙醚和三乙胺（3.07 mL, 22.5 mmol），再逐滴加入二甲基二氯硅烷5 mmol，约25分钟，滴加说明书CN 102899028 A 4/12页 6 完成后保持反应10 小时，采用实施例1的方法进行抽滤、提纯，得到白色固体的纯产物3，即结构式为（A3）的计量型氟离子荧光探针3(2.43 g)，产率80.3%。 0023 1 H NMR （400 MHz, CDCl 3 ) : 8.18-8.10(m, 10 H), 8.08-7.90。

18、(m, 6 H), 7.86(d, 2 H), 5.42(s, 4 H), 3.17 (t, 8 H), 1.60-1.90 (m, 8 H) 0.39 (s, 6 H) HR-MS: Calcd. for C 42 H 40 O 2 Si M + 604.8513. Found 604.8517. 结构式为：（A3）实施例4 在一个（200 mL）圆底烧瓶中，加入蒽甲醇10 mmol，在氩气保护下加入100 ml乙醚和三乙胺（3.07 mL, 22.5 mmol），再逐滴加入二甲基二氯硅烷5.1 mmol，约18分钟，滴加完成后保持反应12 小时，采用实施例1的方法进行抽滤、提纯，得。

19、到白色固体的纯产物4，即结构式为（A4）的计量型氟离子荧光探针4(1.92 g)，产率81.2%。 0024 1 H NMR （400 MHz, CDCl 3 ) : 8.51(s, 2 H), 8.37(m, 4 H), 8.03(m, 4 H), 7.46-7.60(m, 4 H), 6.24(s, 2 H), 0.33(s, 6 H) HR-MS: Calcd. for C 32 H 28 O 2 Si M + 472.6490. Found 472.6488. 结构式为：（A4）实施例5 在一个（200 mL）圆底烧瓶中，加入蒽基正丁醇10 mmol，在氮气保护下加入150 ml。

20、四氢呋喃和三乙胺（3.14 mL, 23.0 mmol），再逐滴加入二甲基二氯硅烷5 mmol，约15分钟，滴加完成后保持反应15 小时，采用实施例1的方法进行抽滤、提纯，得到白色固体的纯产物5，即结构式为（A5）的计量型氟离子荧光探针5(2.25 g)，产率80.8%。 0025 1 H NMR （400 MHz, CDCl 3 ) : 8.50(s, 2 H), 8.37(m, 4 H), 8.06(m, 4 H), 7.46-7.62(m, 4 H), 6.23(t, 4 H), 3.11 (t, 8 H), 1.63-1.95 (m, 8 H), 0.34(s, 6 H) HR-。

21、MS: Calcd. for C 38 H 40 O 2 Si M + 556.8085. Found 556.8088. 结构式为：说明书CN 102899028 A 5/12页 7 （A5）实施例6 在一个（200 mL）圆底烧瓶中，加入萘甲醇10 mmol，在氮气保护下加入100 ml四氢呋喃和三乙胺（1.28 mL, 10.0 mmol），再逐滴加入二甲基二氯硅烷5 mmol，约20分钟，滴加完成后保持反应10 小时，采用实施例1的方法进行抽滤、提纯，得到白色固体的纯产物6，即结构式为（A6）的计量型氟离子荧光探针6(1.41g)，产率78.5%。 0026 1 H NM。

22、R (CDCl 3 ) : 8.14-8.17 (dd, 2 H). 7.83-7.93 (m, 4 H)，7.45-7.59 (m, 8 H)，5.17 (s, 4H), 0.34 (bs, 6 H) HR-MS: Calcd. for C 23 H 22 O 2 Si M + 358.1389. Found 358.1391. 结构式为：（A6）实施例7 在一个（200 mL）圆底烧瓶中，加入萘基正丁醇10 mmol，在氮气保护下加入100 ml四氢呋喃和三乙胺（3.28 mL, 24.0 mmol），再逐滴加入二甲基二氯硅烷5.3 mmol，约30分钟，滴加完成后保持反应10 小。

23、时，采用实施例1的方法进行抽滤、提纯，得到白色固体的纯产物7，即结构式为（A7）的计量型氟离子荧光探针7(1.74 g)，产率76.3%。 0027 1 H NMR (CDCl 3 ) : 8.14-8.17 (dd, 2 H). 7.83-7.93 (m, 4 H)，7.45-7.59 (m, 8 H)，5.17 (s, 4H), 3.72 (t, 8 H), 1.55-1.80 (m, 8 H), 0.34 (bs, 6 H) HR-MS: Calcd. for C 30 H 36 O 2 Si M + 456.6911. Found 456.6914. 结构式为：（A7）实施例8 。

24、在一个（200 mL）圆底烧瓶中，加入硼二吡咯亚甲基甲醇10 mmol，在氮气保护下加入 120 ml乙醚和三乙胺（3.17 mL, 23.2 mmol），再逐滴加入二甲基二氯硅烷5.1mmol，约25 分钟，滴加完成后保持反应11 小时，采用实施例1的方法进行抽滤、提纯，得到白色固体的纯产物8，即结构式为（A8）的计量型氟离子荧光探针8(2.34 g)，产率76.5%。说明书CN 102899028 A 6/12页 8 0028 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ) : 6.03 (s, 4H), 5.77(s, 4 H) 2.58 (s, 12H), 1.37 (s。

25、, 12 H), 0.33(s, 6 H) HR-MS: Calcd. for C 30 H 38 B 2 F 4 N 4 O 2 Si M + 612.2886. Found 612.2884. 结构式为：（A8）实施例9 在一个（200 mL）圆底烧瓶中，加入硼二吡咯亚甲基丁醇10 mmol，在氮气保护下加入 130 ml乙醚和三乙胺（3.17 mL, 23.2 mmol），再逐滴加入二甲基二氯硅烷5.1mmol，约18 分钟，滴加完成后保持反应13 小时，采用实施例1的方法进行抽滤、提纯，得到白色固体的纯产物9，即结构式为（A9）的计量型氟离子荧光探针9(2.67 g)，产率76.。

26、8%。 0029 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ) : 6.03 (s, 4H), 5.77(s, 4 H), 4.10 (t, 8 H), 2.22-2.41 (m, 8 H), 2.58 (s, 12H), 1.37 (s, 12 H), 0.33(s, 6 H) HR-MS: Calcd. for C 36 H 50 B 2 F 4 N 4 O 2 Si M + 696.5089. Found 696.5093. 结构式为：（A9）实施例10 在一个（200 mL）圆底烧瓶中，加入卟啉甲醇10 mmol，在氮气保护下加入80ml四氢呋喃和三乙胺（3.28 mL,。

27、 24.0 mmol），再逐滴加入二甲基二氯硅烷5.4mmol，约20分钟，滴加完成后保持反应11 小时，采用实施例1的方法进行抽滤、提纯，得到白色固体的纯产物10，即结构式为（A10）的计量型氟离子荧光探针10(5.26 g)，产率78.2%。 0030 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ) : 8.86 (s, 16 H), 8.24-8.23 (m, 16 H), 7.82-7.75 (m, 22 H), 5.09 (s, 4 H), 0.33(s, 6 H), -2.75 (s, 4 H) HR-MS: Calcd. for C 92 H 68 N 8 O 2 Si。

28、 M + 1345.6622. Found 1345.6625. 结构式为：说明书CN 102899028 A 7/12页 9 （A10）实施例11 在一个（200 mL）圆底烧瓶中，加入卟啉正丁醇10 mmol，充入氮气，在氮气保护下加入 100 ml四氢呋喃和三乙胺（3.18 mL, 23.3 mmol），再逐滴加入二甲基二氯硅烷5.1 mmol，约25分钟，滴加完成后保持反应10 小时，采用实施例1的方法进行抽滤、提纯，得到白色固体的纯产物11，即结构式为（A11）的计量型氟离子荧光探针11(5.46 g)，产率76.4%。 0031 1 H NMR (400 MHz, CD。

29、Cl 3 ) : 8.84 (s, 16 H), 8.28-8.22 (m, 16 H), 7.79-7.70 (m, 22 H), 5.17 (s, 4 H), 4.12 (t, 8 H), 2.30-2.43 (m, 8 H), 0.40(s, 24 H), -2.76 (s, 4 H) HR-MS: Calcd. for C 98 H 80 N 8 O 2 Si M + 1429.8217. Found 1429.8216. 结构式为：（A11）实施例12 在一个（200 mL）圆底烧瓶中，加入芘甲醇（2 g, 8.6 mmol），在氮气保护下加入90毫升四氢呋喃和三乙胺（2.64。

30、 mL, 18.9 mmol），再逐滴加入八甲基二氯正丁硅烷(823 L, 4.3 mmol)，约18分钟，滴加完成后保持反应14 小时。然后直接抽滤除去大量的沉淀，滤液用二氯甲烷萃取三次，水洗三次，用无水硫酸钠干燥，用层析柱（石油醚做为淋洗剂）分离即可得到白色固体纯产物12，即结构式为（A12）的计量型氟离子荧光探针12(2.48 g)，产率 83.1%。 0032 1 H NMR （400 MHz, CDCl 3 ) : 8.20-8.12(m, 10 H), 8.08-7.96(m, 6 H), 7.87(d, 2 H), 5.45(s, 4 H), 0.36 (s, 24 H) H。

31、R-MS: Calcd. for C 42 H 46 O 2 Si 4 M + 695.1554. Found 695.1557. 结构式为：（A12）实施例13 在一个（200 mL）圆底烧瓶中，加入芘基正丁基醇10 mmol，在氮气保护下加入110 ml 四氢呋喃和三乙胺（3.10 mL, 22.2 mmol），再逐滴加入八甲基二氯正丁硅烷5.1 mmol，约 15分钟，滴加完成后保持反应14 小时。按照实施例12的方法抽滤、提纯，得到白色固体纯说明书CN 102899028 A 8/12页 10 产物13，即结构式为（A13）的计量型氟离子荧光探针13(3.16 g)，产率81。

32、.2%。 0033 1 H NMR （400 MHz, CDCl 3 ) : 8.18-8.12(m, 10 H), 8.07-7.93(m, 6 H), 7.88(d, 2 H), 5.40(s, 4 H), 3.18(t, 8 H), 1.63-1.90 (m, 8 H) 0.35 (s, 24 H) HR-MS: Calcd. for C 48 H 58 O 2 Si 4 M + 779.3149. Found 779.3146. 结构式为：（A13）实施例14 在一个（200 mL）圆底烧瓶中，加入蒽甲醇10 mmol，在氮气保护下加入100 ml毫升四氢呋喃和三乙胺（6.93 。

33、mL, 50 mmol），再逐滴加入八甲基二氯正丁硅烷5 mmol，约30分钟，滴加完成后保持反应8小时。按照实施例12的方法抽滤、提纯，得到白色固体纯产物14，即结构式为（A14）的计量型氟离子荧光探针14(2.50 g)，产率77.3%。 0034 1 H NMR （400 MHz, CDCl 3 ) : 8.50(s, 2 H), 8.37(m, 4 H), 8.04(m, 4 H), 7.46-7.61(m, 8 H), 6.22(s, 4 H), 0.39(s, 24 H) HR-MS: Calcd. for C 38 H 46 O 2 Si 4 M + 646.2578. Fo。

34、und 646.2575. 结构式为：（A14）实施例15 在一个（200 mL）圆底烧瓶中，加入蒽基正丁基醇10 mmol，在氩气保护下加入120 ml毫升四氢呋喃和三乙胺（3.34 mL, 24.0 mmol），再逐滴加入八甲基二氯正丁硅烷5.3 mmol，约25分钟，滴加完成后保持反应10 小时。按照实施例12的方法抽滤、提纯，得到白色固体纯产物15，即结构式为（A15）的计量型氟离子荧光探针15(2.80 g)，产率76.5%。 0035 1 H NMR （400 MHz, CDCl 3 ) : 8.52(s, 2 H), 8.36(m, 4 H), 8.04(m, 4 H)。

35、, 7.46-7.60(m, 8 H), 6.26(s, 4 H), 3.12 (t, 8 H), 1.60-1.88 (m, 8 H), 0.41(s, 24 H) HR-MS: Calcd. for C 44 H 58 O 2 Si 4 M + 731.2721. Found 731.2724. 结构式为：说明书CN 102899028 A 10 9/12页 11 （A15）实施例16 在一个（200 mL）圆底烧瓶中，加入萘甲醇10 mmol，在氮气保护下加入150 ml毫升乙醚和三乙胺（3.06 mL, 22.0 mmol），再逐滴加入八甲基二氯正丁硅烷5.2mmol，约25。

36、分钟，滴加完成后保持反应18 小时。按照实施例12的方法抽滤、提纯，得到白色固体纯产物16，即结构式为（A16）的计量型氟离子荧光探针16(2.06 g)，产率75.6%。 0036 1 H NMR (CDCl 3 ) : 8.12-8.18 (dd, 2 H). 7.80-7.90 (m, 4 H)，7.50-7.62 (m, 8 H)，5.18 (s, 4H)，0.41 (bs, 24 H) HR-MS: Calcd. for C 30 H 42 O 2 Si 4 M + 546.2262. Found 546.2261. 结构式为：（A16）实施例17 在一个（200 mL）圆底。

37、烧瓶中，加入蒽基正丁基醇10 mmol，在氮气保护下加入130 ml 四氢呋喃和三乙胺（3.27 mL, 23.5 mmol），再逐滴加入八甲基二氯正丁硅烷3.33 mmol，大约30分钟，滴加完成后保持反应8 小时。按照实施例12的方法抽滤、提纯，得到白色固体纯产物17，即结构式为（A17）的计量型氟离子荧光探针17(2.44 g)，产率77.2%。 0037 1 H NMR (CDCl 3 ) : 8.11-8.17 (dd, 2 H). 7.80-7.93 (m, 4 H)，7.52-7.62 (m, 8 H)，5.20 (s, 4H), 3.74 (t, 8 H), 1.59-1.。

38、84 (m, 8 H), 0.40 (bs, 24 H) HR-MS: Calcd. for C 36 H 54 O 2 Si 4 M + 631.1548. Found 631.1541. 结构式为：（A17）实施例18 在一个（200 mL）圆底烧瓶中，加入硼二吡咯亚甲基甲醇10 mmol，在氮气保护下加入100 ml四氢呋喃和三乙胺（3.20 mL, 23.0 mmol），再逐滴加入八甲基二氯正丁硅烷5 mmol，约25分钟，滴加完成后保持反应10 小时。按照实施例12的方法抽滤、提纯，得到白色固体纯产物18，即结构式为（A18）的计量型氟离子荧光探针18(3.11 g)，产率7。

39、9.2%。说明书CN 102899028 A 11 10/12页 12 0038 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ) : 6.10 (s, 4H), 5.79(s, 4 H) 2.50 (s, 12H), 1.40 (s, 12 H), 0.43(s, 24 H) HR-MS: Calcd. for C 36 H 56 B 2 F 4 N 4 O 2 Si 4 M + 786.3603. Found 786.3600. 结构式为：（A18）实施例19 在一个（200 mL）圆底烧瓶中，加入硼二吡咯亚甲基正丁基醇10 mmol，在氮气保护下加入90 ml四氢呋喃和三。

40、乙胺（3.03 mL, 21.8 mmol），再逐滴加入八甲基二氯正丁硅烷 5.1mmol，约20分钟，滴加完成后保持反应17 小时。按照实施例12的方法抽滤、提纯，得到白色固体纯产物19，即结构式为（A19）的计量型氟离子荧光探针19(3.42 g)，产率78.6%。 0039 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ) : 6.10 (s, 4 H), 5.79(s, 4 H), 4.06 (t, 8 H), 2.27-2.45 (m, 8 H), 2.50 (s, 12 H), 1.40 (s, 12 H), 0.43(s, 24 H) HR-MS: Calcd. for C。

41、 42 H 68 B 2 F 4 N 4 O 2 Si 4 M + 870.9725. Found 870.9728. 结构式为：（A19）实施例20 在一个（200 mL）圆底烧瓶中，加入卟啉甲醇10mmol，在氮气保护下加入100 ml四氢呋喃和三乙胺（3.34 mL, 24.0 mmol），再逐滴加入八甲基二氯正丁硅烷5mmol，约30分钟，滴加完成后保持反应9 小时。按照实施例12的方法抽滤、提纯，得到白色固体纯产物20，即结构式为（A20）的计量型氟离子荧光探针20(5.65 g)，产率74.3%。 0040 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ) : 8.8。

42、8 (s, 16 H), 8.27-8.21 (m, 16 H), 7.80-7.66 (m, 22 H), 5.10 (s, 4 H), 0.39(s, 24 H), -2.75 (s, 4 H) HR-MS: Calcd. for C 98 H 86 N 8 O 2 Si 4 M + 1520.1258. Found 1520.1260. 结构式为：（A20）说明书CN 102899028 A 12 11/12页 13 实施例21 在一个（200 mL）圆底烧瓶中，加入硼二吡咯亚甲基正丁基醇10 mmol，在氮气保护下加入110 ml四氢呋喃和三乙胺（3.34 mL, 24.0 。

43、mmol），再逐滴加入八甲基二氯正丁硅烷 5.2mmol，大约25分钟，滴加完成后保持反应12 小时。按照实施例12的方法抽滤、提纯，得到白色固体纯产物21，即结构式为（A21）的计量型氟离子荧光探针21(6.02 g)，产率 75.1%。 0041 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ) : 8.86 (s, 16 H), 8.26-8.22 (m, 16 H), 7.82-7.70 (m, 24 H), 5.14 (s, 4 H), 4.10 (t, 8 H), 2.33-2.40 (m, 8 H), 0.41(s, 24 H), -2.78 (s, 4 H) HR-MS:。

44、 Calcd. for C 104 H 98 N 8 O 2 Si 4 M + 1604.2853. Found 1604.2858. 结构式为：（A21）测试例1：荧光探针的光物理性质测试将上述实施例1实施例21中任一制备的荧光探针溶于体积比为1：1的四氢呋喃与水的混合溶液中，制成摩尔浓度为0.01毫摩尔每升的测试溶液。 0042 分别各取1毫升上述已配制的荧光探针测试溶液，各加入10微升摩尔浓度为1 毫摩尔每升的CO 3 2- , NO 2 - , NO 3 - , Cl - , Br - , SCN - , ClO 4 - , SO 4 2- , HPO 4 2- , H 2 P。

45、O 4 - , F - 。当以较短的激发光激发时，分别比较加入各种阴离子的荧光探针的荧光光谱与不加入任何阴离子的荧光探针的荧光光谱，发现加入CO 3 2- ，NO 2 - , NO 3 - , Cl - , Br - , I - , SCN - , ClO 4 - , SO 4 2- , HPO 4 2- , H 2 PO 4 - 时荧光光谱几乎不发生变化，而加入F - 后，体系的荧光光谱有很大的变化，长波长(470 nm)发光减弱，在短波长(378 nm)处的发光处逐渐增强，主要是化合物硅氧键的断裂，聚集态的发光减弱，直至消失。如图1所示，从图中可以看出本荧光探针对F - 有较好的。

46、选择性。 0043 测试例2 分别各取测试例1中已配制的荧光探针的测试溶液，各加入1微升，2微升，3微升，4微升，5微升，6微升，7微升，8微升，9微升，10微升浓度为1毫摩尔每升的F - ，各放置2分钟，测试荧光光谱的变化。如图2所示，在365 nm荧光灯照射下，加入氟离子溶液的荧光由蓝色变为浅蓝色；如图3所示，用荧光光谱仪测试发现，随着氟离子量的增加，短波长处的发光强度逐渐增强，长波长处的发光强度逐渐减弱，可以实现对氟离子的定量检测。 0044 测试例3：测试荧光探针在活细胞中对氟离子的响应以PLA纳米粒子为载体使荧光探针进入HELA细胞中，如图4所示，发现荧光发射波谱位于440-600 nm处，在410-440 nm处没有发射，但在37加入100 M 氟离子，2小时后发现在410-440 nm处有发射，且440-600 nm处峰强度明显减弱。这种变化主要是由于氟说明书CN 102899028 A 13 12/12页 14 离子的加入使硅氧键断裂，化合物发射由聚集态回到单体发射。通过测试也进一步验证了此荧光探针在活细胞中检测极限低。说明书CN 102899028 A 14 1/2页 15 图1 图2 图3 说明书附图CN 102899028 A 15 2/2页 16 图4 说明书附图CN 102899028 A 16 。

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