一种二硫醚双发色团类化合物及其合成方法和应用

摘要

本发明公开了一种二硫醚双发色团类化合物，其结构如下：

说明书

技术领域

本发明涉及化学分析、生物分析领域，具体地涉及一种二硫醚双发色团类 化合物及其合成方法和应用。

背景技术

近年来，分子识别与传感器的应用得到蓬勃发展，其中很大一部分都是荧 光化学传感器。荧光化学传感器与其它化学传感器的区别特征是通过主客体作 用前后荧光变化作为信号。同时，荧光检测法具有灵敏度高、检测限低、响应 时间快及可实现实时和原位检测等优点，因此设计与合成高灵敏、高选择性的 荧光化学传感器在近年来备受关注。

半胱氨酸是合成蛋白质的重要物质。同时，半胱氨酸是不稳定的化合物， 容易氧化还原，与胱氨酸相互转换。生物体内缺乏半胱氨酸会导致许多疾病， 例如儿童生长缓慢、白发、肝损伤、水肿、白细胞减少、造血功能下降和牛皮 癣等。高半胱氨酸，或称为同型半胱氨酸或同半胱氨酸，是氨基酸半胱氨酸的 异种，在侧链部份硫醇基（-SH）前包含一个额外的亚甲基（-CH₂-）。高半胱 氨酸的额外亚甲基使硫醇基更接近羧基，使之能起化学反应形成一个五元环， 称为高半胱氨酸硫内酯。血液中高半胱氨酸超标将直接损伤神经血管，引发动 脉硬化，是导致心脑血管病、某些癌症、老年性痴呆等多种疾病的重要危险因 素。

谷胱甘肽是属于含有巯基的、小分子肽类物质，分为还原型（G-SH）和氧 化型（G-S-S-G）两种形式，在生理条件下以还原型谷胱甘肽占绝大多数。谷 胱甘肽是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸结合而成的三肽，半胱氨酸上的巯基为 其活性基团。谷胱甘肽能够捕获自由基从而避免DNA和RNA损伤。

巯基化合物在细胞质内的浓度与许多人类疾病有关联，例如白细胞减少、 牛皮癣、肝损伤，艾滋病、阿兹海默症和帕金森症。由于它们的重要性，近年 来，灵敏和高选择性的检测巯基化合物受到科学家们越来越多的关注。一些比 较传统的检测技术，例如高效液相色谱法（HPLC）、毛细管电泳法、免疫测定 法、比色和荧光方法，都被发展起来用于巯基化合物的检测。但是，这些化学 传感器通常有许多缺点，如选择性不好、水溶性差等，从而限制了其在实际中 的应用。所以，发展对巯基化合物选择性好、水溶性好的荧光化学传感器引起 了人们极大的兴趣。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种二硫醚双发色团类化合物；该 化合物有较长的斯托克斯位移，且具有良好的水溶性，可用作检测巯基化合物 的化学传感器。

本发明要解决的第二个技术问题是提供一种二硫醚双发色团类化合物的 合成方法；该方法简单，易操作。

本发明要解决的第三个技术问题是提供一种二硫醚双发色团类化合物的 用途；它可以用作检测巯基化合物的光化学传感器。

为解决上述技术问题，本发明提供一种二硫醚双发色团类化合物，其结构 如下：

式中，

Ar为2,2’-联吡啶或1,10-菲罗啉；

R₁为氢、1~20个碳原子的烷基或卤素；

R₂为氢、1~20个碳原子的烷基或1~20个碳原子的烷氧基；

k、m、n分别为0～8的正整数。

进一步地，所述R₁中1~20个碳原子的烷基是甲基、乙基、丙基、异丙基、 丁基、异丁基、叔丁基、戊基、异戊基、新戊基、己基、2-甲基戊基、庚基、 2-甲基己基、辛基、2-甲基庚基、壬基、2-甲基辛基、癸基、2-甲基壬基、十 一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基或十五烷基。

进一步地，所述R₂中1~20个碳原子的烷基是甲基、乙基、丙基、异丙基、 丁基、异丁基、叔丁基、戊基、异戊基、新戊基、己基、2-甲基戊基、庚基、 2-甲基己基、辛基、2-甲基庚基、壬基、2-甲基辛基、癸基、2-甲基壬基、十 一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基或十五烷基。

进一步地，所述R₂中1~20个碳原子的烷氧基是甲氧基、乙氧基、丙氧基、 异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、异戊氧基、新 戊氧基、叔戊氧基、己氧基或2-甲基戊氧基。

为解决上述技术问题，本发明提供一种二硫醚双发色团类化合物的合成方 法，它包括以下步骤：

（1）将化合物A与化合物B以摩尔比为1∶1~1.5，在1-乙基-(3-二甲基 氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)和4-二甲氨基吡啶(DMAP)的催化下，在有机 溶剂中在60～90℃条件下反应，反应后将溶液浓缩，经过柱层析方法，得到化 合物C；

（2）将化合物C与RuAr₂²⁺以摩尔比为1∶1~1.5在甲醇中加热回流，除 去溶剂，固体中加入乙醇和六氟磷酸钾水溶液中重结晶，得到二硫醚双发色团 类化合物；其中，所述化合物A的结构式为：

所述化合物B的结构式为：

所述二硫醚双发色团类化合物的结构式为：

式中，

R₁为氢、1~20个碳原子的烷基或卤素；

R₂为氢、1~20个碳原子的烷基或1~20个碳原子的烷氧基；

k、m、n分别为0～8的正整数；

Ar为2,2’-联吡啶或1,10-菲罗啉；

所述步骤（1）的有机溶剂为乙醇、甲醇、乙酸乙酯和二氯甲烷中的一种 或两种以上混合溶剂。

化合物A和化合物B可通过现有技术合成。

进一步地，所述R₁中1~20个碳原子的烷基是甲基、乙基、丙基、异丙基、 丁基、异丁基、叔丁基、戊基、异戊基、新戊基、己基、2-甲基戊基、庚基、 2-甲基己基、辛基、2-甲基庚基、壬基、2-甲基辛基、癸基、2-甲基壬基、十 一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基或十五烷基。

进一步地，所述R₂中1~20个碳原子的烷基是甲基、乙基、丙基、异丙基、 丁基、异丁基、叔丁基、戊基、异戊基、新戊基、己基、2-甲基戊基、庚基、 2-甲基己基、辛基、2-甲基庚基、壬基、2-甲基辛基、癸基、2-甲基壬基、十 一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基或十五烷基。

进一步地，所述R₂中1~20个碳原子的烷氧基是甲氧基、乙氧基、丙氧基、 异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、异戊氧基、新 戊氧基、叔戊氧基、己氧基或2-甲基戊氧基。

优选地，步骤（1）中，所述1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐 与化合物A和化合物B的摩尔比不低于1，所述4-二甲氨基吡啶与化合物A 和化合物B的摩尔比不低于0.1。在实际合成中，本领域技术人员可以根据实 验需要增加催化剂的用量，但应了解，过多的催化剂用量会增加成本。

本领域技术人员通过有限次实验或者现有技术，可以得到反应时间。优选 地，步骤（1）中，在有机溶剂中反应1～24小时。

优选地，步骤（2）中，所述在甲醇中加热回流是在80~100℃条件下回流 4~10小时。

步骤（2）中，所述乙醇的用量不少于5mL，所述六氟磷酸钾与化合物C 的摩尔比不低于1，所述乙醇和六氟磷酸钾水溶液量总量为10~30mL。所述重 结晶在30~50℃条件下进行。

为解决上述技术问题，本发明提供一种二硫醚双发色团类化合物的应用， 其可用于检测巯基化合物。

本发明抽取所述二硫醚双发色团类化合物来用作检测谷胱甘肽、半胱氨 酸、同型半胱氨酸的光化学传感器。

进一步地，所述二硫醚双发色团类化合物用作光化学传感器的步骤为：将 二硫醚双发色团类化合物用乙腈配成储备液，并用MeCN-HEPES缓冲溶液配 成稀溶液，向其中加入含巯基化合物的溶液，用紫外可见分光光度计记录加入 含巯基化合物前后溶液的吸收光谱，用荧光光谱仪记录加入含巯基化合物前后 溶液的荧光发射光谱，通过分析图谱便可检测巯基化合物。

所述二硫醚双发色团类化合物用作光化学传感器的步骤为：将二硫醚双发 色团类化合物用乙腈配成储备液，并用MeCN-HEPES缓冲溶液配成10^-5M的 稀溶液，向其中加入含谷胱甘肽的溶液，用紫外可见分光光度计记录加入含谷 胱甘肽前后溶液的吸收光谱，用荧光光谱仪记录加入含谷胱甘肽前后溶液的荧 光发射光谱，通过分析图谱便可检测谷胱甘肽。

储备液的浓度可配制成10^-3M。

进一步地，所述二硫醚双发色团类化合物中加入巯基化合物后，395nm处 荧光发射峰强度与巯基化合物的浓度成线性关系，能定量检测巯基化合物。

本发明的优点在于：

1）本发明的化合物具有较强的斯托克斯位移，且具有良好的水溶性；

2）本发明化合物的合成方法简单、操作方便；

3）本发明的化合物其分子内有含有双发色团和二硫键，能与巯基化合物 作用，可用作检测巯基化合物的化学传感器。

附图说明

图1为本发明的二硫醚双发色团类化合物合成路线图；

图2为实施例7中化合物(Ⅰ)-2与GSH作用前后的吸收图谱；

图3为实施例7中化合物(Ⅰ)-2与GSH作用前后的荧光发射图谱；

图4为实施例8中化合物(Ⅰ)-2与不同浓度GSH作用后的荧光强度变化图 谱；

图5为实施例8中化合物(Ⅰ)-2与不同浓度GSH作用后的395nm荧光强 度变化图谱；

图6为实施例9中化合物(Ⅰ)-2与Cys作用前后的吸收图谱；

图7为实施例9中化合物(Ⅰ)-2与Cys作用前后的荧光发射图谱；

图8为实施例10中化合物(Ⅰ)-2与不同浓度Cys作用后的荧光强度变化图 谱；

图9为实施例10中化合物(Ⅰ)-2与不同浓度Cys作用后的395nm荧光强 度变化图谱；

图10为实施例11中化合物(Ⅰ)-2与Hcy作用前后的吸收图谱；

图11为实施例11中化合物(Ⅰ)-2与Hcy作用前后的荧光发射图谱；

图12为实施例12中化合物(Ⅰ)-2与不同浓度Hcy作用后的荧光强度变化 图谱；

图13为实施例12中化合物(Ⅰ)-2与不同浓度Hcy作用后的395nm荧光强 度变化图谱；

图14为实施例13中化合物(Ⅰ)-2与GSH、Cys和Hcy作用前后的吸收图 谱；

图15为实施例13中化合物(Ⅰ)-2与GSH、Cys和Hcy作用前后的荧光发 射图谱；

图16为实施例14中化合物(Ⅰ)-2与不同化合物作用后的395nm处的发光 强度。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明进行进一步说明。

实施例1

一种二硫醚双发色团类化合物(I)-1的合成方法，包括如下步骤：

将0.01mol化合物A与0.01mol化合物B，溶解在无水二氯甲烷中，并加 入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)和4-二甲氨基吡啶(DMAP) 催化，在60℃反应3小时；反应后将溶液浓缩，经过柱层析方法，得到化合物 C；化合物C与[Ru(bpy)₂Cl₂]·2H₂O，以1:1.5摩尔比,在甲醇中加热回流5小 时，除去溶剂，固体中加入乙醇和六氟磷酸钾水溶液重结晶，得到具有下式(I)-1 的化合物。其化学反应方程式如下：

化合物(I)-1的产率为41％，荷质比为1310.13。

实施例2

一种二硫醚双发色团类化合物(I)-2的合成方法，包括如下步骤：

将0.01mol化合物A与0.01mol化合物B，溶解在无水二氯甲烷中，并加 入EDC和DMAP催化，在60℃反应3小时；反应后将溶液浓缩，经过柱层析 方法，得到化合物C。化合物C与[Ru(bpy)₂Cl₂]·2H₂O，以1:1.5摩尔比,在甲 醇中加热回流5小时，除去溶剂，固体中加入乙醇和六氟磷酸钾水溶液重结晶， 得到具有下式(I)-2的化合物。其化学反应方程式如下：

化合物(I)-2的产率为41.5％，荷质比为1324.15。

实施例3

一种二硫醚双发色团类化合物(I)-3的合成方法，包括如下步骤：

将0.01mol化合物A与0.01mol化合物B，溶解在无水二氯甲烷中，并加 入EDC和DMAP催化，在60℃反应3小时；反应后将溶液浓缩，经过柱层析 方法，得到化合物C。化合物C与[Ru(bpy)₂Cl₂]·2H₂O，以1:1.5摩尔比,在甲 醇中加热回流5小时，除去溶剂，固体中加入乙醇和六氟磷酸钾水溶液重结晶， 得到具有下式(I)-3的化合物。其化学反应方程式如下：

化合物(I)-3的产率为44％，荷质比为1358.11。

实施例4

一种二硫醚双发色团类化合物(I)-4的合成方法，包括如下步骤：

将0.01mol化合物A与0.01mol化合物B，溶解在无水二氯甲烷中，并加 入EDC和DMAP催化，在60℃反应3小时；反应后将溶液浓缩，经过柱层析 方法，得到化合物C。化合物C与[Ru(bpy)₂Cl₂]·2H₂O，以1:1.5摩尔比,在甲 醇中加热回流5小时，除去溶剂，固体中加入乙醇和六氟磷酸钾水溶液重结晶， 得到具有下式(I)-4的化合物。其化学反应方程式如下：

化合物(I)-4的产率为37.3％，荷质比为1396.21。

实施例5

一种二硫醚双发色团类化合物(I)-5的合成方法，包括如下步骤：

将0.01mol化合物A与0.01mol化合物B，溶解在无水二氯甲烷中，并加 入EDC和DMAP催化，在60℃反应3小时；反应后将溶液浓缩，经过柱层析 方法，得到化合物C。化合物C与[Ru(bpy)₂Cl₂]·2H₂O，以1:1.5摩尔比,在甲 醇中加热回流5小时，除去溶剂，固体中加入乙醇和六氟磷酸钾水溶液重结晶， 得到具有下式(I)-5的化合物。其化学反应方程式如下：

化合物(I)-5的产率为40.1％，荷质比为1466.09。

实施例6

一种二硫醚双发色团类化合物(I)-6的合成方法，包括如下步骤：

将0.01mol化合物A与0.01mol化合物B，溶解在无水二氯甲烷中，并加 入EDC和DMAP催化，在60℃反应3小时；反应后将溶液浓缩，经过柱层析 方法，得到化合物C。化合物C与[Ru(phen)₂Cl₂]·2H₂O，以1:1.5摩尔比,在甲 醇中加热回流5小时，除去溶剂，固体中加入乙醇和六氟磷酸钾水溶液重结晶， 得到具有下式(I)-6的化合物。其化学反应方程式如下：

化合物(I)-6的产率为38.9％，荷质比为1406.11。

实施例7

一种二硫醚双发色团类化合物(Ⅰ)-2的应用，其用于检测溶液中的谷胱甘 肽，包括以下步骤：

将实施例2制得的化合物(Ⅰ)-2用色谱纯乙腈配成1mM的储备液，取20μl 储备液加入1.98mL MeCN-HEPES缓冲溶液(1/4，v/v;10mM HEPES，pH8.0) 中，得到浓度为10μM的化合物(Ⅰ)-2溶液。用紫外可见分光光度计记录溶液 的吸收光谱，用荧光光谱仪记录溶液发射光谱。

向该溶液中加入600μM的谷胱甘肽，再分别测定其吸收光谱和发射光谱， 最终结果见图2和图3。

图2为化合物(Ⅰ)-2(10μM)在MeCN-HEPES缓冲溶液(1/4，v/v;10mM HEPES，pH 8.0)中加入GSH(600μM)前后的吸收光谱（激发波长340nm）。

图3为化合物(Ⅰ)-2(10μM)在MeCN-HEPES缓冲溶液(1/4，v/v;10mM HEPES，pH 8.0)中加入GSH(600μM)前后的发射光谱（激发波长340nm）。

从图中可以看出，加入谷胱甘肽前后，化合物(Ⅰ)-2的吸收曲线没有变化， 但它的发射光谱强度增强了。由此，当检测未知溶液中是否存在谷胱甘肽时， 将未知溶液加入化合物(Ⅰ)-2的乙腈溶液中，如果它的发射光谱强度增强，则 可判断未知溶液中存在谷胱甘肽，反之则不存在。

实施例8

一种二硫醚双发色团类化合物(Ⅰ)-2的应用，其用于检测溶液中的谷胱甘 肽，包括以下步骤：

向12份10μM的化合物(Ⅰ)-2乙腈溶液（制备同实施例7）中分别滴加最 终浓度为20μM、40μM、60μM、80μM、100μM、120μM、140μM、160μM、 180μM、200μM、220μM和240μM的谷胱甘肽溶液，测定它们的发射光谱， 结果见图4。同时，记录它们各自在395nm处的发射光强度，以谷胱甘肽浓度 为横坐标，395nm处的发射光强度为纵坐标作图，最后得到一条直线，如图5 所示。

图4为化合物(Ⅰ)-2在MeCN-HEPES缓冲溶液(1/4，v/v;10mM HEPES， pH 8.0)中，加入GSH(0μM~240μM)后的发射光谱（激发波长340nm）。

图5为化合物(Ⅰ)-2在MeCN-HEPES缓冲溶液(1/4，v/v;10mM HEPES， pH 8.0)中，395nm处发射峰强度随GSH浓度(0μM~240μM)的变化（激发波长 340nm）。

从图4和图5中可以看出，谷胱甘肽加入量越大，发射光谱增强越多，且 395nm处发射峰强度与GSH浓度成线性关系，可以根据这种线性关系确定未 知溶液中谷胱甘肽的含量，从而定量地检测定未知溶液中的谷胱甘肽。

实施例9

一种二硫醚双发色团类化合物(Ⅰ)-2的应用，其用于检测溶液中的半胱氨 酸，包括以下步骤：

将实施例2制得的化合物(Ⅰ)-2用色谱纯乙腈配成1mM的储备液，取20μl 储备液加入1.98mL MeCN-HEPES缓冲溶液(1/4，v/v;10mM HEPES，pH8.0) 中，得到浓度为10μM的化合物(Ⅰ)-2溶液。用紫外可见分光光度计记录溶液 的吸收光谱，用荧光光谱仪记录溶液发射光谱。

向该溶液中加入600μM的半胱氨酸，再分别测定其吸收光谱和发射光谱， 最终结果见图6和图7。

图6为化合物(Ⅰ)-2(10μM)在MeCN-HEPES缓冲溶液(1/4，v/v;10mM HEPES，pH 8.0)中加入Cys(600μM)前后的吸收光谱（激发波长340nm）。

图7为化合物(Ⅰ)-2(10μM)在MeCN-HEPES缓冲溶液(1/4，v/v;10mM HEPES，pH 8.0)中加入Cys(600μM)前后的发射光谱（激发波长340nm）。

从图中可以看出，加入半胱氨酸前后，化合物(Ⅰ)-2的吸收曲线没有变化， 但它的发射光谱强度增强了。由此，当检测未知溶液中是否存在半胱氨酸时， 将未知溶液加入化合物(Ⅰ)-2的乙腈溶液中，如果它的发射光谱强度增强，则 可判断未知溶液中存在半胱氨酸，反之则不存在。

实施例10

一种二硫醚双发色团类化合物(Ⅰ)-2的应用，其用于检测溶液中的半胱氨 酸，包括以下步骤：

向10份10μM的化合物(Ⅰ)-2乙腈溶液（制备同实施例7）中分别滴加最 终浓度为20μM、40μM、60μM、80μM、100μM、120μM、140μM、160μM、 180μM和200μM的半胱氨酸溶液，测定它们的发射光谱，结果见图8。同时， 记录它们各自在395nm处的发射光强度，以半胱氨酸浓度为横坐标，395nm 处的发射光强度为纵坐标作图，最后得到一条直线，如图9所示。

图8为化合物(Ⅰ)-2在MeCN-HEPES缓冲溶液(1/4，v/v;10mM HEPES， pH 8.0)中，加入Cys(20μM~200μM)后的发射光谱（激发波长340nm）。

图9为化合物(Ⅰ)-2在MeCN-HEPES缓冲溶液(1/4，v/v;10mM HEPES， pH 8.0)中，395nm处发射峰强度随Cys浓度(20μM~140μM)的变化（激发波长 340nm）。

从图8和图9中可以看出，半胱氨酸加入量越大，发射光谱增强越多，且 395nm处发射峰强度与Cys浓度成线性关系，可以根据这种线性关系确定未知 溶液中半胱氨酸的含量，从而定量地检测定未知溶液中的半胱氨酸。

实施例11

一种二硫醚双发色团类化合物(Ⅰ)-2的应用，其用于检测溶液中的同型半 胱氨酸，包括以下步骤：

将实施例2制得的化合物(Ⅰ)-2用色谱纯乙腈配成1mM的储备液，取20μl 储备液加入1.98mL MeCN-HEPES缓冲溶液(1/4，v/v;10mM HEPES，pH8.0) 中，得到浓度为10μM的化合物(Ⅰ)-2溶液。用紫外可见分光光度计记录溶液 的吸收光谱，用荧光光谱仪记录溶液发射光谱。

向该溶液中加入600μM的同型半胱氨酸，再分别测定其吸收光谱和发射 光谱，最终结果见图10和图11。

图10为化合物(Ⅰ)-2(10μM)在MeCN-HEPES缓冲溶液(1/4，v/v;10mM HEPES，pH 8.0)中加入Hcy(600μM)前后的吸收光谱（激发波长340nm）。

图11为化合物(Ⅰ)-2(10μM)在MeCN-HEPES缓冲溶液(1/4，v/v;10mM HEPES，pH 8.0)中加入Hcy(600μM)前后的发射光谱（激发波长340nm）。

从图中可以看出，加入同型半胱氨酸前后，化合物(Ⅰ)-2的吸收曲线没有 变化，但它的发射光谱强度增强了。由此，当检测未知溶液中是否存在同型半 胱氨酸时，将未知溶液加入化合物(Ⅰ)-2的乙腈溶液中，如果它的发射光谱强 度增强，则可判断未知溶液中存在同型半胱氨酸，反之则不存在。

实施例12

一种二硫醚双发色团类化合物(Ⅰ)-2的应用，其用于检测溶液中的同型半 胱氨酸，包括以下步骤：

向8份10μM的化合物(Ⅰ)-2乙腈溶液（制备同实施例7）中分别滴加最 终浓度为20μM、40μM、60μM、80μM、100μM、120μM、140μM和160μM 的同型半胱氨酸溶液，测定它们的发射光谱，结果见图12。同时，记录它们各 自在395nm处的发射光强度，以半胱氨酸浓度为横坐标，395nm处的发射光 强度为纵坐标作图，最后得到一条直线，如图13所示。

图12为化合物(Ⅰ)-2在MeCN-HEPES缓冲溶液(1/4，v/v;10mM HEPES， pH 8.0)中，加入Hcy(20μM~160μM)后的发射光谱（激发波长340nm）。

图13为化合物(Ⅰ)-2在MeCN-HEPES缓冲溶液(1/4，v/v;10mM HEPES， pH 8.0)中，395nm处发射峰强度随Hcy浓度(20μM~160μM)的变化（激发波长 340nm）。

从图12和图13中可以看出，同型半胱氨酸加入量越大，发射光谱增强越 多，且395nm处发射峰强度与Hcy浓度成线性关系，可以根据这种线性关系 确定未知溶液中同型半胱氨酸的含量，从而定量地检测定未知溶液中的同型半 胱氨酸。

实施例13

一种二硫醚双发色团类化合物(Ⅰ)-2的应用，其用于检测溶液中的谷胱甘 肽、半胱氨酸和同型半胱氨酸，包括以下步骤：

将实施例2制得的化合物(Ⅰ)-2用色谱纯乙腈配成1mM的储备液，取20μl 储备液加入1.98mL MeCN-HEPES缓冲溶液(1/4，v/v;10mM HEPES，pH8.0) 中，得到浓度为10μM的化合物(Ⅰ)-2溶液。用紫外可见分光光度计记录溶液 的吸收光谱，用荧光光谱仪记录溶液发射光谱。

向该溶液中加入的谷胱甘肽、半胱氨酸和同型半胱氨酸各250μM，再分别 测定其吸收光谱和发射光谱，最终结果见图14和图15。

图14为化合物(Ⅰ)-2(10μM)在MeCN-HEPES缓冲溶液(1/4，v/v;10mM HEPES，pH 8.0)中加入GSH(200μM)、Cy(200μM)s和Hcy(200μM)前后的吸 收光谱（激发波长340nm）。

图15为化合物(Ⅰ)-2(10μM)在MeCN-HEPES缓冲溶液(1/4，v/v;10mM HEPES，pH 8.0)中加入GSH(200μM)、Cy(200μM)s和Hcy(200μM)前后的发 射光谱（激发波长340nm）。

从图中可以看出，加入谷胱甘肽、半胱氨酸和同型半胱氨酸前后，化合物 (Ⅰ)-2的吸收曲线没有变化，但它的发射光谱强度增强了。由此，当检测未知 溶液中是否存在谷胱甘肽、半胱氨酸和同型半胱氨酸时，将未知溶液加入化合 物(Ⅰ)-2的乙腈溶液中，如果它的发射光谱强度增强，则可判断未知溶液中存 在谷胱甘肽、半胱氨酸和同型半胱氨酸，反之则不存在。

实施例14

一种二硫醚双发色团类化合物(Ⅰ)-2的应用，判断其对巯基化合物的选择 性，包括以下步骤：

向19份10μM的化合物(Ⅰ)-2乙腈溶液（制备同实施例7）中分别滴加最 终浓度为600μM的氨基酸（如亮氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、组氨酸、丙氨酸、 丝氨酸、赖氨酸、精氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、甘氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、 同型半胱氨酸和谷胱甘肽）、金属离子和葡萄糖溶液，测定它们的发射光谱， 记录它们各自在395nm处的发射光强度，以395nm处的发射光强度为纵坐标 作图，如图16所示。

图16为化合物(Ⅰ)-2在MeCN-HEPES缓冲溶液(1/4，v/v;10mM HEPES， pH 8.0)中，加入各种氨基酸（600μM）后的发射光谱（激发波长340nm）。

从图16中可以看出，其他非巯基类氨基酸的加入在只有加入含有巯基的 氨基酸(如Cys、Hcy和GSH)会引起395nm处发射强度的明显增强,这三种巯 基氨基酸有不同的增强能力(GSH~Cys>Hcy)。相比而言，其他天然氨基酸（如 亮氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、组氨酸、丙氨酸、丝氨酸、赖氨酸、精氨酸、异 亮氨酸、缬氨酸、甘氨酸和苏氨酸）的加入并没有引起395nm发射强度的任 何明显变化。金属离子(K⁺、Mg²⁺和Ca²⁺)和葡萄糖的加入也没有引起395nm 发射强度的任何明显变化。化合物(Ⅰ)-2展示出了良好的巯基化合物选择性。

实施例15

一种二硫醚双发色团类化合物的合成方法，它包括以下步骤：

（1）将化合物A与化合物B以摩尔比为1∶1.5，在EDC和DMAP的催 化下，在有机溶剂中在90℃条件下反应10小时，反应后将溶液浓缩，经过柱 层析方法，得到化合物C；

（2）将化合物C与RuAr₂²⁺以摩尔比为1∶1在甲醇中在100℃条件下加 热回流4小时，除去溶剂，固体中加入5mL乙醇和5mL六氟磷酸钾水溶液中 在30℃重结晶，得到二硫醚双发色团类化合物；其中，所述化合物A的结构 式为：

所述化合物B的结构式为：

所述二硫醚双发色团类化合物的结构式为：

式中，R₁为甲基；R₂为甲基；k、m、n分别为0、0、0；Ar为2,2’-联吡 啶；步骤（1）的有机溶剂为乙醇。

实施例16

步骤同实施例15，区别在于：

步骤（1）中，EDC与化合物A和化合物B的摩尔比为3，DMAP与化合 物A和化合物B的摩尔比为2；

步骤（2）中，在甲醇中加热回流是在80℃条件下回流10小时，乙醇用量 为6mL，六氟磷酸钾用量为16mL，50℃条件下进行重结晶；

式中，R₁为乙基；R₂为丙基；k、m、n分别为1、2、3；Ar为2,2’-联吡 啶；步骤（1）的有机溶剂为乙醇和甲醇的混合溶剂。

实施例17

步骤同实施例15，区别在于：

步骤（1）中，EDC与化合物A和化合物B的摩尔比为10，DMAP与化 合物A和化合物B的摩尔比为5；

步骤（2）中，在甲醇中加热回流是在90℃条件下回流24小时，乙醇用量 为10mL，六氟磷酸钾用量为20mL，40℃条件下进行重结晶；

式中，R₁为丙基；R₂为异丙基；k、m、n分别为2、3、4；Ar为2,2’-联 吡啶；步骤（1）的有机溶剂为乙酸乙酯。

实施例18

步骤同实施例15，区别在于：

步骤（1）中，EDC与化合物A和化合物B的摩尔比为5，DMAP与化合 物A和化合物B的摩尔比为0.5；

步骤（2）中，在甲醇中加热回流是在85℃条件下回流1小时，乙醇用量 为20mL，六氟磷酸钾用量为10mL，40℃条件下进行重结晶；

式中，R₁为异丙基；R₂为叔丁基；k、m、n分别为3、3、1；Ar为2,2’- 联吡啶；步骤（1）的有机溶剂为二氯甲烷。

实施例19

步骤同实施例15，唯一的区别在于：式中，R₁为丁基；R₂为戊基；k、m、 n分别为8、5、2；Ar为2,2’-联吡啶；步骤（1）的有机溶剂为二氯甲烷和乙 醇。

实施例20

步骤同实施例15，唯一的区别在于：式中，R₁为异丁基；R₂为2-甲基戊 基；k、m、n分别为4、4、3；Ar为2,2’-联吡啶；步骤（1）的有机溶剂为乙 酸乙酯和乙醇。

实施例21

步骤同实施例15，唯一的区别在于：式中，R₁为2-甲基庚基；R₂为十四 烷基；k、m、n分别为6、8、8；Ar为2,2’-联吡啶；步骤（1）的有机溶剂为 乙酸乙酯。

实施例22

步骤同实施例15，唯一的区别在于：式中，R₁为2-甲基庚基；R₂为十四 烷基；k、m、n分别为6、8、8；Ar为1,10-菲罗啉。

实施例23

步骤同实施例15，唯一的区别在于：式中，R₁为十三烷基；R₂为异丙氧 基；k、m、n分别为2、2、2；Ar为1,10-菲罗啉。

实施例24

步骤同实施例15，唯一的区别在于：式中，R₁为2-甲基辛基；R₂为叔戊 氧基；k、m、n分别为1、2、8；Ar为1,10-菲罗啉。

实施例25

步骤同实施例15，唯一的区别在于：式中，R₁为叔丁基；R₂为辛基；k、 m、n分别为1、1、0；Ar为1,10-菲罗啉。

实施例26

步骤同实施例15，唯一的区别在于：式中，R₁为2-甲基壬基；R₂为异丁 氧基；k、m、n分别为3、5、1；Ar为1,10-菲罗啉。

实施例27

步骤同实施例15，唯一的区别在于：式中，R₁为十一烷基；R₂为十五烷 基；k、m、n分别为1、3、1；Ar为1,10-菲罗啉。

实施例28

步骤同实施例15，唯一的区别在于：式中，R₁为癸基；R₂为2-甲基庚基； k、m、n分别为1、2、1；Ar为1,10-菲罗啉。

实施例29

步骤同实施例15，唯一的区别在于：式中，R₁为十二烷基；R₂为2-甲基 戊氧基；k、m、n分别为0、4、2；Ar为1,10-菲罗啉。

实施例30

步骤同实施例15，唯一的区别在于：式中，R₁为异戊基；R₂为仲丁氧基； k、m、n分别为0、1、2；Ar为1,10-菲罗啉。

实施例31

步骤同实施例15，唯一的区别在于：式中，R₁为2-甲基己基；R₂为叔丁 氧基；k、m、n分别为1、0、1；Ar为1,10-菲罗啉。

实施例32

步骤同实施例15，唯一的区别在于：式中，R₁为戊基；R₂为乙基；k、m、 n分别为3、0、1；Ar为1,10-菲罗啉。

实施例33

步骤同实施例15，唯一的区别在于：式中，R₁为新戊基；R₂为癸基；k、 m、n分别为1、1、5；Ar为1,10-菲罗啉。

实施例34

步骤同实施例15，唯一的区别在于：式中，R₁为2-甲基戊基；R₂为2-甲 基壬基；k、m、n分别为1、1、1；Ar为1,10-菲罗啉。

实施例35

步骤同实施例15，唯一的区别在于：式中，R₁为己基；R₂为丁基；k、m、 n分别为2、4、1；Ar为1,10-菲罗啉。

实施例36

步骤同实施例15，唯一的区别在于：式中，R₁为庚基；R₂为十一烷基。

实施例37

步骤同实施例15，唯一的区别在于：式中，R₁为辛基；R₂为十三烷基。

实施例38

步骤同实施例15，唯一的区别在于：式中，R₁为壬基；R₂为新戊基。

实施例39

步骤同实施例15，唯一的区别在于：式中，R₁为十四烷基；R₂为丁氧基。

实施例40

步骤同实施例15，唯一的区别在于：式中，R₁为十五烷基；R₂为异丁基。

实施例41

步骤同实施例15，唯一的区别在于：式中，R₁为F；R₂为2-甲基辛基。

实施例42

步骤同实施例15，唯一的区别在于：式中，R₂为F。

实施例43

步骤同实施例15，唯一的区别在于：式中，R₂为Cl。

实施例44

步骤同实施例15，唯一的区别在于：式中，R₂为Br。

实施例45

步骤同实施例15，唯一的区别在于：式中，R₂为异戊基。

实施例46

步骤同实施例15，唯一的区别在于：式中，R₂为己基。

实施例47

步骤同实施例15，唯一的区别在于：式中，R₂为庚基。

实施例48

步骤同实施例15，唯一的区别在于：式中，R₂为2-甲基己基。

实施例49

步骤同实施例15，唯一的区别在于：式中，R₂为十二烷基。

实施例50

步骤同实施例15，唯一的区别在于：式中，R₂为戊氧基。

实施例51

步骤同实施例15，唯一的区别在于：式中，R₂为异戊氧基。

实施例52

步骤同实施例15，唯一的区别在于：式中，R₂为新戊氧基。

实施例53

步骤同实施例15，唯一的区别在于：式中，R₂为丙氧基。

实施例54

步骤同实施例15，唯一的区别在于：式中，R₂为己氧基。

实施例55

步骤同实施例15，唯一的区别在于：式中，R₂为壬基。

实施例56

步骤同实施例15，唯一的区别在于：式中，R₂为H。

实施例57

一种二硫醚双发色团类化合物的合成方法，它包括以下步骤：

（1）将化合物A与化合物B以摩尔比为1∶1.2，在1-乙基-(3-二甲基氨 基丙基)碳二亚胺盐酸盐和4-二甲氨基吡啶的催化下，在有机溶剂中在80℃条 件下反应，反应后将溶液浓缩，经过柱层析方法，得到化合物C；

（2）将化合物C与RuAr₂²⁺以摩尔比为1∶1.2在甲醇中加热回流，除去 溶剂，固体中加入乙醇和六氟磷酸钾水溶液中重结晶，得到二硫醚双发色团类 化合物；其中，所述化合物A的结构式为：

所述化合物B的结构式为：

所述二硫醚双发色团类化合物的结构式为：

式中，R₁为甲基；R₂为甲基；k、m、n分别为1、2、1；Ar为2,2’-联吡 啶；步骤（1）的有机溶剂为乙醇。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并 非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述 说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施 方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动 仍处于本发明的保护范围之列。