一种手性二酸分子探针及其制备方法和应用

本发明涉及功能分子，具体涉及一种手性二酸分子探针及其制备方法和应用。

背景技术：

1、手性是自然界中的一种普遍现象。对于生命科学而言，生物体内的一些化学物质如氨基酸，肽，蛋白质，糖类等都具有手性。不同手性的化学物质可能有不同的生理活性。例如依托唑啉的左旋体具有利尿作用，其右旋体具有抗利尿作用；d-青霉胺是一种常见的药物，但是l-青霉胺却对生物体有毒副作用，甚至可能致癌。因此对于手性分子的构型确定，尤其是氨基酸的手性确定是非常重要的。

2、目前，对于氨基酸手性的确定主要有色谱法，光谱法和电化学方法。其中圆二色光谱的使用较为简便，成为一种广泛使用的方法。但是圆二色光谱确定分子手性构型对分子的结构有一定的要求，即需要分子具有紫外发色基团，例如芳环，共轭双键等。但是大多数氨基酸在紫外区没有吸收，因此不能通过圆二色光谱来对其手性构型进行确定。尽管可以通过一些化学反应将发色基团引入到氨基酸上面从而利用圆二色光谱确定其手性构型，但是这个过程较为繁琐而且在引入发色基团时可能会造成手性的翻转。总的来说，尽管现有技术中存在许多确定氨基酸手性的方法，但是继续发展温和、高效、便捷的手性确定方法具有重要科学意义和应用价值。

技术实现思路

1、针对上述背景技术中存在的不足，本发明主要解决的技术问题：现有技术通过一些化学反应将发色基团引入到氨基酸上面从而利用圆二色光谱确定其手性构型，但是这个过程较为繁琐而且在引入发色基团时可能会造成手性的翻转。本发明提供一种手性二酸分子探针及其制备方法和应用。该合成方法基于傅克反应，亲核取代反应等，反应简单高效，容易操作。本发明合成的柱芳烃作为分子探针，对手性二酸的构型进行检测确定。利用本方法进行构型确定，操作简单、结果准确、高效灵敏。

2、本发明第一个目的是提供一种手性二酸分子探针，所述探针结构通式为：

3、（iii）

4、式（iii）中，n为1~10的整数；

5、k为5或6；

6、x为负一价阴离子；

7、r1选自氢，卤素，烷基，环烷基，卤烷基，羟烷基，芳基，杂芳基，氨基，氨烷基，氰基，烷氧基，硝基，羰基，醛基，酯基或酰基；

8、r2选自氢，烷基，环烷基，卤烷基，羟烷基，芳基，杂芳基，氨烷基，羰基，醛基，酯基，酰基，磺酰基，三氟甲磺酰基，对甲苯磺酰基或对氯苯磺酰基。

9、优选的，所述x为氟，氯，溴或碘。

10、本发明第二个目的是提供一种手性二酸分子探针的制备方法，包括以下步骤：

11、将1,4-双（2-卤烷氧基）取代的柱芳烃与硫脲类化合物在有机溶剂中反应制得硫脲基取代的柱芳烃结构的手性二酸分子探针。

12、优选的，所述有机溶剂为甲醇，乙醇，乙二醇，丙醇，异丙醇，丁醇，异丁醇，二甲基亚砜，n,n-二甲基甲酰胺，n,n-二甲基乙酰胺，n-甲基吡咯烷酮，丁内酰胺，1,4-二氧六环，二乙二醇二甲醚，甲苯，二甲苯，氯苯中的一种或多种。

13、优选的，反应温度为50~200℃，反应时间为12~72小时。

14、优选的，所述1,4-双（2-卤烷氧基）取代的柱芳烃的结构通式如式（ii）所示：

15、（ii）；

16、其中，r1选自氢，卤素，烷基，环烷基，卤烷基，羟烷基，芳基，杂芳基，氨基，氨烷基，氰基，烷氧基，硝基，羰基，醛基，酯基或酰基。

17、优选的，所述1,4-双（2-卤烷氧基）取代的柱芳烃是将1,4-双（2-卤烷氧基）苯与烷基化试剂在有机溶剂中经过催化剂催化而形成1,4-双（2-卤烷氧基）取代的柱芳烃；其中，所述有机溶剂为二氯甲烷，1,2-二氯乙烷，氯仿中的一种或多种。

18、所述催化剂包括三氟化硼乙醚，三氯化铝，三氯化铁，五氯化锑，四氯化锡，四氯化钛，氯化锌，盐酸，磷酸，氢氟酸，苯磺酸，烷基取代的苯磺酸，硫酸，烷基磺酸中的一种或多种；催化反应温度为-20~80℃，反应时间为0.5~10小时。

19、所述1,4-双（2-卤烷氧基）苯的结构通式如式（i）所示：

20、（i）。

21、本发明第三个目的是提供一种手性二酸分子探针在检测手性二酸的构型中的应用。

22、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

23、本发明提供的 一种手性二酸分子探针及其制备方法和应用，本发明的制备方法原料廉价易得，可以直接购买或通过简单的反应制备，廉价方便。本发明的制备条件温和，副反应少，化学选择性好，产率高，符合原子经济性。另外其后处理操作简单，易于大规模生产。本发明制备的柱芳烃结构的手性二酸分子探针稳定性好，能高效、灵敏、便捷地确定手性二酸的手性，具有重大的科学价值和应用前景。

24、本发明采用高效的亲核取代反应来对1,4-双（2-卤烷氧基）取代的柱芳烃进行修饰，引入了硫脲基团，能够在对手性二酸的识别过程中起到关键作用。

技术特征：

1. 一种手性二酸分子探针，其特征在于，所述探针结构通式为：

2.根据权利要求1所述的手性二酸分子探针，其特征在于，所述x为氟，氯，溴或碘。

3.一种权利要求1或2所述的手性二酸分子探针的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的手性二酸分子探针的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为甲醇，乙醇，乙二醇，丙醇，异丙醇，丁醇，异丁醇，二甲基亚砜，n,n-二甲基甲酰胺，n,n-二甲基乙酰胺，n-甲基吡咯烷酮，丁内酰胺，1,4-二氧六环，二乙二醇二甲醚，甲苯，二甲苯，氯苯中的一种或多种。

5.根据权利要求3所述的手性二酸分子探针的制备方法，其特征在于，反应温度为50~200℃，反应时间为12~72小时。

6.根据权利要求3所述的手性二酸分子探针的制备方法，其特征在于，所述1,4-双（2-卤烷氧基）取代的柱芳烃的结构通式如式（ii）所示：

7.根据权利要求6所述的手性二酸分子探针的制备方法，其特征在于，所述1,4-双（2-卤烷氧基）取代的柱芳烃是将1,4-双（2-卤烷氧基）苯与烷基化试剂在有机溶剂中经过催化剂催化反应而合成的1,4-双（2-卤烷氧基）取代的柱芳烃；其中，所述有机溶剂为二氯甲烷，1,2-二氯乙烷，氯仿中的一种或多种。

8.根据权利要求6所述的手性二酸分子探针的制备方法，其特征在于，所述催化剂包括三氟化硼乙醚，三氯化铝，三氯化铁，五氯化锑，四氯化锡，四氯化钛，氯化锌，盐酸，磷酸，氢氟酸，苯磺酸，烷基取代的苯磺酸，硫酸，烷基磺酸中的一种或多种；催化反应温度为-20~80℃，反应时间为0.5~10小时。

9.根据权利要求6所述的手性二酸分子探针的制备方法，其特征在于，所述1,4-双（2-卤烷氧基）苯的结构通式如式（i）所示：

10.一种权利要求1或2所述的手性二酸分子探针在检测手性二酸的构型中的应用。

技术总结本发明公开了一种手性二酸分子探针及其制备方法和应用，涉及功能分子技术领域。该方法将1,4‑双（2‑卤烷氧基）苯与烷基化试剂在有机溶剂中经过催化剂催化形成1,4‑双（2‑卤烷氧基）取代的柱芳烃，之后1,4‑双（2‑卤烷氧基）取代的柱芳烃与硫脲类化合物反应制得硫脲基取代的柱芳烃结构的手性二酸分子探针。本发明合成的分子对于不同手性的二酸具有很强的识别能力，在很低浓度下信号也能通过圆二色光谱被检测到。技术研发人员：法世鑫,程梓尧,张秋禹,鲁超,王梓含,徐森杨,王灵娜受保护的技术使用者：西北工业大学技术研发日：技术公布日：2024/9/2