一种以硫代巴比妥酸衍生物为探针分子检测仲胺的方法及其制备技术领域
本发明涉及的是化学分析检测技术领域，具体涉及一种基于呋喃环开环机理的探针分子
在检测仲胺类化合物方面的应用及其制备路线。
背景技术
仲胺为有机胺类的一种，也称二级胺，通式为R2NH，与伯胺(RNH2)，叔胺(R3N)，
季铵盐(R4N+X-)一起构成了有机胺的四大类。仲胺是众多天然产物和生物活性分子的活性
基团，同时也是许多药物如盐酸丁卡因，旨上腺素等的关键活性官能团。许多食物含有二级
胺，如腌菜、酸菜、咸鱼、豆面酱、炸熏鱼、熏肉类等，长期食用含有较高含量仲胺的食物
会导致癌症病发。因此，对于仲胺类化合物的检测，在工业生产在线监测、食品安全及环境
保护等领域具有广泛的用途。
传统的区别伯胺、仲胺、叔胺的方法有兴斯堡反应(Hinsbergreaction)、化学滴定法(湿
法冶金，1997(2)：67-69)等。这些方法所用的试剂大多有毒性，对人体有强的刺激性。如兴
斯堡反应中使用的苯磺酰氯，能刺激眼、皮肤、黏膜而引起炎症；化学滴定法操作繁琐，试
剂配制复杂，灵敏度不高。因此，亟待开发一种操作简便、绿色环保的仲胺检测方法。比色
法具有简便、快速、仪器便宜易得、检测费用低等优点，如Suslick等用比色组法可区分不同
级别的胺(AngewChemIntEd，2005，44：4528-4532)，但是不能用作定量分析。另外，利用p-
苯醌与仲胺反应通过紫外-可见光分光光度法可定量检测仲胺类化合物，但是该方法需在70℃
下测定(湿法冶金，1997(2)：67-69)。
本发明提供了一种硫代巴比妥酸衍生物(thiobarbituricacidderivatives，TBAs)用于室温下通
过紫外分光光度法定量检测仲胺类化合物，还可制成试纸用于仲胺的定性分析。本发明涉及
的部分探针分子TBAs，可作为电子照相光敏材料(U.S.Patent4,395,473.1983-7-26)、光导剂
(U.S.Patent4,389,477.1983-6-21)、PIN1调控成分(US.PatentApplication10/379,410.2003-3-3.)
和抑制泛素连酶活性的化合物(U.S.Patent7,659,277.2010-2-9)。硫代巴比妥酸衍生物用于仲
胺的检测尚未见相关报道。本发明提供了可用于仲胺检测的TBAs的合成路线、基于紫外-可
见光分光光度法定量检测仲胺的方法及基于TBAs试纸的制备方法。
发明内容
本发明目的之一是提供了一系列选择性好、灵敏度较高的用于紫外-可见光分光光度法检
测仲胺的探针分子TBAs。
本发明目的之二是建立一种基于所述探针分子的紫外-可见分光光度法检测仲胺类化合
物的方法。该方法具有选择性好，灵敏度较高，操作简便，设备及操作费用低等特点。
本发明目的之三是提供所述探针分子可制备一种试纸可对挥发性仲胺类化合物进行快速
定性检测。
本发明目的之四是提供了一种反应条件温和、成本较低的检测仲胺类化合物的分子探针
的合成路线。
本发明使用的检测仲胺类化合物的探针分子，采用二取代基硫脲衍生物构建的巴比妥酸，
经Knoevenagel反应后，将呋喃醛链接到巴比妥酸上，制得目标探针分子TBAs，其中的呋喃
环对仲胺进行识别。
本发明解决问题采用的技术方案为，一种紫外-可见光分光光度法检测仲胺类化合物的分
子探针，具有下列结构通式：
其中：R1，R2分别为-PhCH3，-PhCH2CH3，-phBr，-PhCl，-PhF，-PhOCH3，-PhNH2，-Ph，
CnH2n+1(n＝1-7)中的任一种(其中苯环上取代基分别为o-，p-，m-中的一种)；X为O或者S。
当式1中R1，R2均为-Ph时，本发明的代表性化合物的合成路线如下图所示：
(1)将苯胺、三乙胺和极性有机溶剂混合于烧瓶中，冰浴下搅拌10-60min，然后在10-60
min内将二硫化碳逐滴加入混合液中，滴加完成后，将混合液在室温下搅拌1-10h，旋蒸除去
溶剂，用二氯甲烷洗涤数遍，干燥，得二硫代甲酸盐(b)。
(2)将二硫代甲酸盐b溶于极性有机溶剂，在冰浴下搅拌10-60min，然后缓慢加入对甲
基苯磺酰氯，搅拌反应10-60min后，置于室温下搅拌0.5-5h，反应完全后，旋蒸除去溶剂，
水洗数遍，过滤、干燥。得到异硫氰酸苯酯(c)。
(3)将异硫氰酸苯酯c溶于有机溶剂溶剂中，冰浴条件下，加入苯胺，搅拌30-90min。
反应完全后，过滤，用二氯甲烷洗涤滤饼数遍，干燥得N，N-二苯基硫脲(d)。
(4)将N，N-二苯基硫脲d和有机溶剂加入圆底烧瓶中，然后加入一定量的丙二酰氯，加热
回流0.5-3h，反应完全后，旋蒸除去溶剂，然后用浓度为0.1-3M的盐酸淬灭反应。过柱，
干燥，旋蒸。得到巴比妥酸衍生物(e)。
(5)将巴比妥酸衍生物e和极性有机溶剂加入烧瓶中，搅拌均匀，加入呋喃醛和吡啶，室
温下搅拌2-10h，过滤，柱层析分离，得到目标产物硫代巴比妥酸衍生物(f)。
上述方法中步骤(1)、(2)和(5)所述极性有机溶剂为甲醇、乙醇、四氢呋喃(THF)
和二甲基亚砜(DMSO)等。
上述方法中步骤(3)和(4)所述有机溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、乙酸乙酯等。
本发明提供的探针分子用于检测仲胺类化合物的具体实施如下：
仲胺的区分
将探针分子配成一定浓度的检测溶液，溶剂为含1-20％(体积比)DMSO的甲醇或者乙
醇。然后配制不同胺类(如乙胺、环己胺、苯胺、二乙胺、哌啶、苄基甲胺、三乙胺、吡啶
等)的甲醇溶液，取1mL的检测溶液加入相应的等摩尔量的胺类溶液中，振荡摇匀，用于比
法色区分其中的仲胺。
仲胺的定量检测
以含1-20％(体积比)DMSO的甲醇溶液作为溶剂，配备一定浓度的探针分子溶液。然
后再配制一定浓度的仲胺类化合物(如二乙胺，哌啶，苄基甲胺等)的甲醇溶液，取一定量
的检测溶液相应加入仲胺待测溶液中，与室温下，振荡摇匀，暗处静置0.5-1.0h，用紫外-可
见光分光光度计采集数据。
试纸的定性检测
将探针分子配成浓度为0.01％-1％的氯仿(或者二氯甲烷等)溶液，再将滤纸剪成形状均一的
长方形条，然后将氯仿溶液均匀涂抹在裁剪好的纸条上，风干待用。然后用该试纸对仲胺进
行快速的定性检测。
在本说明书的实施例中更详细地说明了该分子探针检测方法的实施。本发明可利用紫外-
可见分光光度法快速定量检测仲胺类化合物。如下图中式4和式5所示，当加入仲胺类化合
物时，由于仲胺类化合物和呋喃环作用，致使呋喃环开环，连接上仲胺类，溶液由黄色溶液
转变到红色溶液。
本发明的有益效果：
本发明的探针分子的制备方法操作简单，原料易得，反应条件温和。
本发明的探针分子化学性质稳定，对仲胺类化合物具有良好的选择性。
本发明的探针分子在有机溶剂体系中，可以通过比色法区分仲胺类化合物。且可利用紫
外-可见光吸光光度法(最大吸收波长为546nm)对仲胺类化合物进行定量检测，其检测浓
度范围为100-400μM，检测限为12μM。
附图说明
[图1]为实施例1制得的探针分子分别与乙胺(a)、环己胺(b)、苯胺(c)、二乙胺(d)、哌啶(e)、
苄基甲胺(f)、三乙胺(g)、吡啶(h)及空白(i)作用的比色图。
[图2]为实施例1制得的分子探针在甲醇体系中，与不同浓度的苄基甲胺作用在450nm-650nm
处的紫外-可见光吸收光谱图。
[图3]为实施例1制得的探针分子在546nm处的吸光度与苄基甲胺浓度的线性关系图。
[图4]为实施例1制得的探针分子与不同浓度的哌啶作用在450nm-650nm处的紫外-可见光
吸收光谱图。
[图5]为实施例1制得的探针分子在546nm处的吸光度与哌啶浓度的线性关系图。
[图6]为实施例1制得的探针分子的核磁共振氢谱。
[图7]为实施例3制得的探针分子分别与乙胺(a)、环己胺(b)、苯胺(c)、二乙胺(d)、哌啶(e)、
苄基甲胺(f)、三乙胺(g)、吡啶(h)及空白(i)作用的比色图。
[图8]为实施例3制得的探针分子与不同浓度的二乙胺作用在475nm-645nm处的紫外-可见
光吸收光谱图。
[图9]为实施例3制得的探针分子在546nm处的吸光度与二乙胺的浓度的线性关系图。
[图10]为实施例3制得的探针分子的核磁共振氢谱。
[图11]为实施例3制得的分子制成试纸与不同挥发性胺类气体作用实验图，从左至右依次空
白(a)、乙胺(b)、二乙胺(c)、三乙胺(d)、哌啶(c)、吡啶(f)。
具体实施方式
以下实施例旨在进一步说明本发明的内容。而不是限制本发明的保护范围。
实施例1：探针分子1，3-二苯基5(2-呋喃基亚甲基)硫代巴比妥酸(DPFTBA)的制备
将苯胺(11mmol)、三乙胺(36.2mmol)和四氢呋喃10mL置于烧瓶中，冰浴下搅拌10min，
然后将二硫化碳(11mmol)于30min内逐滴加入混合液中；滴加完成后，将混合液在室温下继
续搅拌反应10h；然后冰浴冷却，缓慢加入TsCl(12.1mmol)，再搅拌1h，得异硫氰酸苯酯
0.965g。将0.965g异硫氰酸苯酯溶于二氯甲烷中，冰浴条件下，加入0.665g苯胺，搅拌反
应45min。反应完全后，过滤；用二氯甲烷洗涤滤饼数遍，干燥得N，N-二苯基硫脲1.497g。
将1.497gN，N-二苯基硫脲和二氯甲烷混合于圆底烧瓶中，然后加入7mmol丙二酰氯，加热
回流1h，反应完全后，旋蒸除去溶剂，然后加入1mL浓度为1.0M的盐酸淬灭反应。洗涤、
干燥，柱层析分离，得到巴比妥酸衍生物。将巴比妥酸衍生物和乙醇混合于烧瓶中，搅拌均
匀，加入过量呋喃醛和0.5mL吡啶，室温下搅拌2-3h，过滤，柱层析分离，得到目标产物
1，3-二苯基5(2-呋喃基亚甲基)硫代巴比妥酸(1，3-diphenyl-5-(2-furan-methylene)thiobarbituric
acid)(结构如式4所示)0.346g。
1HNMR(400MHz，CDCl3)：δppm＝8.74(d，J＝3.9Hz，1H)，8.58(s，1H)，7.93(d，J＝1.2Hz，
1H)，7.62-7.44(m，6H)，7.32(ddd，J＝13.7，7.9，3.3Hz，4H)，6.78-6.70(m，1H)。(核磁图见
图6)
实施例2：探针分子1，3-二乙基-5-(2-呋喃基亚甲基)硫代巴比妥酸(DEFTBA)的制备
采用类似实施例1的步骤，得到1，3-二乙基-2-硫代巴比妥酸，将其与乙醇混合搅拌均
匀，加入过量呋喃醛和0.5mL吡啶，室温下搅拌2-3h，过滤，柱层析分离，得到目标产物
1，3-二乙基-5-(2-呋喃基亚甲基)硫代巴比妥酸(1，3-diethyl-5-(2-furan-methylene)thiobarbituricacid)
(结构如式6所示)0.56g。
1HNMR(400MHz，CDCl3)：δppm＝8.73(d，J＝3.9Hz，1H)，8.46(s，1H)，7.91(d，J＝1.2Hz，
1H)，6.78(ddd，J＝3.8，1.5，0.7Hz，1H)，4.59(qd，J＝7.0，4.6Hz，4H)，1.33(q，J＝6.9Hz，6H)。
(核磁图见图10)
实施例3：检测仲胺类的探针的应用
将实例1中分子探针(简称)溶于含2％DMSO的甲醇混合溶剂中，制得浓度为0.1mg/mL
的探针溶液。将其加入不同的待测溶液中，在室温下振荡摇匀，暗处静置0.5-1.0h，用紫外-
可见光分光光度计采集数据。
图1比色实物图表明其仲胺类化合物的选择性。
图2到图5为探针分子的光谱性质、仲胺浓度与吸光度的相互关系等。
实施例4：检测仲胺类的探针的应用
将实例2合成的探针分子(简称)溶于含2％DMSO的甲醇混合溶剂中，配成0.25mg/mL
的探针溶液待用。然后加入含胺类物质的检测溶液中。
图1比色实物图表明其仲胺类化合物的选择性。
图2到图5为探针分子的光谱性质、仲胺(二乙胺)浓度与吸光度的相互关系等。
将该探针分子配成1mg/mL的氯仿溶液，将该溶液涂抹在条形滤纸上，然后自然风干，
用于定性检测仲胺。
图11表明探针分子对挥发性仲胺类的选择性。