论文摘要
硫醇类化合物中的巯基具有强的亲核性,可与α,β-不饱和羰基化合物发生1,4-迈克尔加成反应,从而快速有效的生成C-S键。文献报道,这种反应一般发生在特定的环境下（如以路易斯酸为催化剂、较高的温度,有机溶剂等）。近年来有文献报道,1,4-迈克尔加成反应可在室温条件在水溶液中快速进行,无需任何催化剂。基于此,我们利用巯基化合物和α,β-不饱和羰基化合物的迈克尔加成反应机理设计开发一系列用于检测硫醇类化合物的荧光探针。我们以含羟基的2-（4-羟基苯基）苯并咪唑（2-（4-hydroxyphenyl）benzimidazole, HPBI）和荧光素为母体分别和丙烯酰氯反应,设计开发了一系列基于光诱导电子转移（PET, photoinduced electron transfer）原理的α,β-不饱和酯类荧光探针。该类荧光探针中,母体荧光团与受体单元α,β-不饱和酯基团之间存在着光诱导电子转移过程,对母体荧光有非常强的猝灭作用。探针与硫醇发生1,4-迈克尔加成后,分子内的PET过程受到抑制,荧光团就会重新发射出强荧光。此类探针反应前后荧光强度变化大,可望被用于生物体细胞中巯基化合物的检测。同时,我们根据芳香族巯基化合物与脂肪族巯基化合物亲核性不同,设计开发了一种可用于定量检测苯硫酚的荧光探针。本论文分四章,分别包括以下内容：第一章绪论。主要介绍了含α,β-不饱和羰基的不同种类荧光探针的研究进展,该类探针可以用来检测巯基化合物,基于文献报道提出本论文的研究设想。第二章基于1,4-迈克尔加成反应,开发了一种用于检测巯基化合物的荧光探针。以2-（4-羟基苯基）苯并咪唑（2-（4-hydroxyphenyl）benzimidazole, HPBI）为母体与丙烯酰氯反应,合成了弱荧光探针化合物1,化合物1可以与硫醇类化合物发生1,4-迈克尔加成反应,使C=C不饱和键消失,由于消除了分子内的PET猝灭过程,使的反应体系的荧光明显增强。实验中选定半胱氨酸为代表化合物,该探针对半胱氨酸具有良好的选择性,荧光强度增量与半胱氨酸浓度在0.3-8.0μmol L-1范围内呈线性相关,检出限为0.17μmol L-1。基于此,建立了一种用于检测生物体系中硫醇类化合物的荧光分析法,该方法可以检测人体尿样中硫醇类化合物含量。第三章设计合成了一种以荧光素为母体,用于检测巯基化合物的荧光探针。基于1,4-迈克尔加成反应,一种发射波长在530m处的荧光探针3,该探针克服了化合物1只能在紫外区域观测荧光变化的局限,通过肉眼就能判断是否与巯基化合物反应。在生理pH条件下,化合物3可与巯基分子发生1,4-迈克尔加成反应,生成了一种强荧光物质,并导致反应体系荧光强度显著增强。与化合物3相比,化合物4可能由于空间位阻效应,使得较难与巯基分子发生迈克尔加成反应,所以以化合物3为荧光探针,建立了一种测定硫醇类化合物的荧光分析法。实验证明,该方法选择性好,灵敏度高,可望用于细胞中原位检测。第四章一种用于检测苯硫酚的α,β-不饱和酯荧光素类荧光探针的合成及性质研究,用所合成的化合物4为荧光探针,在相同的生理条件下,分别加入等浓度的巯基化合物,如（半胱氨酸,高半胱氨酸,还原性谷胱甘肽）,结果表明,与探针反应,虽然荧光强度都有不同程度的增强,但苯硫酚导致体系荧光强度增加最多,同时也证明了芳香族硫醇类化合物比脂肪族硫醇化合物亲核性强,基于这一原理,以化合物4作为荧光探针,建立了一种检测苯硫酚的新型荧光分析法。