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• 苯并氮杂环类化合物由于具有较好的生物活性、多变的结构以及良好的配位效应, 在生物医药^[1]、催化材料^[2]、荧光探针^[3]等方面都有重要应用, 特别是因其结构中含有可作为荧光团的大共轭结构和能与被检测物质发生相互作用的氮原子, 近来在荧光传感器方面的应用十分广泛^[4~6].鉴于此, 本文按照苯并五元氮杂环、苯并六元氮杂环进行分类, 对苯并氮杂环类化合物作为荧光探针的设计、合成与应用进行了综述.

  1.   苯并五元氮杂环型荧光探针

  苯并五元氮杂环包含了苯并噁唑、苯并噻唑、苯并咪唑、吲哚、咔唑等芳香化合物.它们的结构中存在能够吸收特征频率光的N＝N、C＝N、C＝C等发色团而具有良好的荧光性能, 能够与离子、有机小分子、无机分子等通过配位作用^[7~9]、氢键作用^[10]等改变自身的吸收或荧光信号, 从而实现对分析物的传感.

  1.1   苯并噁唑类荧光探针

  苯并噁唑基团是同时含有O、N杂原子和大π键的芳杂环, 原料来源广, 合成相对简单.其经典的合成是以邻氨基苯酚与羧酸(或其衍生物)在强酸作用下脱水环合生成.例如郭炜课题组^[11]以邻氨基苯酚1和邻氨基苯甲酸为原料, 在多聚磷酸(PPA)的催化下, 环合脱水构建苯并噁唑环, 再依次用碱4-二甲氨基吡啶(DMAP)、二异丙基乙胺(DIEA)催化, 经过酰胺化和亲核取代反应, 合成了一种用于Zn²⁺检测的探针分子2 (Scheme 1).该探针分子以苯并噁唑为荧光团, 2-氨甲基吡啶上的两个氮原子以及酰胺上的氧原子与Zn²⁺配位, 使分子内的光致电子转移(PET)效应受到抑制, 金属配合物在445 nm波长下荧光明显增强, 在pH＝5.2~12.1范围内实现对Zn²⁺的turn on型检测.

  图式 1

  

  图式 1.  探针2的合成与作用机理

  Scheme 1.  Synthesis of probe 2 and its interaction mechanism

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  类似地, 张勇等^[12]以邻氨基苯酚1与对氨基苯甲酸为原料, PPA催化下先合成苯并噁唑, 再经二步反应合成了一种对Hg²⁺具有高选择性的turn-off型探针3 (Scheme 2).不同于turn-on荧光增强型探针, 该探针分子本身由于荧光团苯并噁唑基的存在, 在412 nm波长下有较强的荧光.当分子内含孤对电子的N、O、S原子与具有空轨道的Hg²⁺通过配位作用结合后, 荧光猝灭, 由蓝色变为无色.

  图式 2

  

  图式 2.  探针3的合成

  Scheme 2.  Synthesis of probe 3

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  在国外, Yoon课题组^[13]利用邻氨基苯酚、邻羟基苯甲酸为原料, 在PPA的作用下先合成苯并噁唑化合物4, 再经六亚甲基四胺(HMTA)引入醛基得到化合物5, 5进一步与二氨基马来腈发生脱水缩合反应, 最终得到了探针6 (Scheme 3).起初由于二氨基马来腈中氨基强的PET效应, 探针6在磷酸盐缓冲溶液中几乎无荧光, 但随着HClO的加入, HClO诱导C＝N基团向CHO基团转变, 致使其在440 nm波长下荧光显著增强, 其他活性物种如H₂O₂、NO、ONOO^-等则对荧光无影响, 表明6对HClO具有较好的选择性, 检测限达8×10^-8 mol•L^-1.

  图式 3

  

  图式 3.  探针6的合成与作用机理

  Scheme 3.  Synthesis of probe 6 and its interaction mechanism

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  陈卫华课题组^[14]利用化合物4与HMAT作用, 先制备有2个醛基的化合物7, 7被还原得到以苯并噁唑为荧光团的探针8 (Scheme 4).化合物8含有2个醇羟基, 具有很好的水溶性, 可用于跟踪监测Zn²⁺在植物生长运输过程中的作用.由于探针分子8自身的激发态分子内质子转移(ESIPT)效应, 在471 nm有弱的浅蓝色荧光.与Zn²⁺配合后, ESIPT过程被抑制, 荧光发生蓝移, 在451 nm处有显著的亮蓝色荧光, 荧光量子产率从0.012增加至0.131, 且荧光强度在一定范围内随Zn²⁺浓度的增加呈线性增长, 故能实现对Zn²⁺的定性定量检测.

  图式 4

  

  图式 4.  探针8的合成

  Scheme 4.  Synthesis of probe 8

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  Pang课题组^[15]则以化合物7为基础, 进一步与2-肼吡啶反应, 合成了能在水溶液同时检测金属离子Fe³⁺、Cr³⁺、Al³⁺的探针分子9 (Eq. 1).有趣的是, 不同于多数对Fe³⁺、Cr³⁺的检测基于荧光猝灭原理, 该探针对Fe³⁺、Cr³⁺、Al³⁺的检测均是荧光增强型, 且对二价、一价的金属离子无响应.这是由于三价Fe³⁺、Cr³⁺、Al³⁺配位能力强于二价、一价金属离子, 能更好地与吡啶环及亚胺键上的氮原子配位, 并且由于两个吡啶肼间的苯环上氢原子的空间位阻, C＝N键与金属离子的配位不发生在苯并噁唑环所处的平面, 这避免了C＝N键对荧光的影响.另外, 与Fe³⁺配合后的荧光明亮但持续时间不长, 五分钟后便开始衰减, 而Cr³⁺、Al³⁺配合物的荧光较为稳定, 分别呈黄色、蓝绿色, 故利用这一性质可肉眼鉴别三种离子.

  (1)

  Pang课题组^[16]还利用含两个羧基的二酸与邻氨基苯酚缩合, 制备了同时含两个苯并噁唑基的荧光探针10 (Scheme 5).利用同分异构体化合物11与其进行对比研究, 发现由于空间结构的差异, 苯并噁唑基位于间位的探针10更有利于产生ESIPT效应, 其与Zn²⁺、F^-作用时更明显地改变荧光信号, 灵敏度更高, 更合适于检测Zn²⁺和F^{-[16, 17]}.

  图式 5

  

  图式 5.  探针10的合成及其同分异构体11的结构

  Scheme 5.  Synthesis of probe 10 and structure of isomer 11

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  另外, 稠环芳香酸也可与邻氨基苯酚类化合物反应, 制备苯并噁唑型探针.例如, Park课题组^[18]以3-羟基-2-萘酸和3-甲基邻氨基苯酚为原料, 在PPA的催化下先构建苯并噁唑环, 再经多步反应合成了用于Zn²⁺检测的turn-on型探针分子12 (Scheme 6).其中, 苯并噁唑基既作荧光团同时又参与配位.向探针12的MeCN溶液中加入Zn(ClO₄)₂时, 化合物12上所有N原子和萘环羟基的O原子都与Zn²⁺发生配位, 形成一个结合比为1:1且以Zn²⁺为中心的扭曲三角双锥体.由于Zn²⁺的配合作用, 致使探针分子12内部PET效应受到抑制, 且萘环基团上羟基发生去质子化, 故荧光信号增强, 从而实现对Zn²⁺的选择性识别.

  图式 6

  

  图式 6.  探针12的合成与作用机理

  Scheme 6.  Synthesis of probe 12 and its interaction mechanism

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  羧酸衍生物也能与邻氨基苯酚类化合物反应, 合成苯并噁唑类荧光探针.例如, Kikuchi课题组^[19]用氰类化合物和邻氨基苯酚衍生物反应, 合成了探针13 (Scheme 7), 其紫外吸收在不同pH范围表现出off-on-off型变化.起初在pH＝4.8时, 探针13在385 nm处有最大紫外吸收.随着pH的增加, 由于羧酸的羟基与苯并噁唑上的氮形成分子内氢键, 香豆素上的酚羟基首先发生去质子化, 最大吸收峰红移至435 nm处, 即off-on响应.若pH继续增大, 羧基上的羟基也发生去质子化, 最大吸收峰蓝移至400 nm, 即on-off响应.故可根据最大吸收峰的变化实现对pH的可逆检测.

  图式 7

  

  图式 7.  探针13的合成

  Scheme 7.  Synthesis of probe 13

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  芳香醛与邻氨基酚类化合物间的反应也能合成苯并噁唑类探针.该过程一般是先通过脱水缩合反应生成席夫碱, 再进一步氧化脱氢形成苯并噁唑环.例如, 张晓兵课题组^[20]用2-羟基-4-烯丙氧基苯甲醛与邻氨基苯酚先脱水反应, 再经BaMnO₄氧化脱氢, 合成了探针分子14 (Scheme 8).由于探针14的末端有可发生聚合的碳碳双键存在, 能以共价键的形式固定在改性石英玻璃表面, 用于检测Zn²⁺时, 同副族的Cd²⁺对识别无影响.由于ESIPT效应, 荧光发射峰位于450 nm处.当向溶液中加入Zn²⁺时, 由于锌离子的配位, ESIPT过程被抑制, 荧光发生蓝移, 在404 nm处发射荧光.利用这一现象可实现对Zn²⁺传感, 检测限为4.0×10^-5 mol•L^-1.

  图式 8

  

  图式 8.  探针14的合成

  Scheme 8.  Synthesis of probe 14

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  分子内同时含两个醛基的芳香醛也能与邻氨基苯酚反应得到苯并噁唑.例如, 杨小凤课题组^[21]以邻羟基间苯二甲醛、邻氨基苯酚作原料, 先合成苯并噁唑化合物15, 然后利用中间体15上的另一个醛基引入荧光团罗丹明B衍生物, 合成了探针16 (Scheme 9).基于键能转移(TBET)效应, 在探针16的CH₃CN/Tris (V/V＝1/1, pH＝7.4)缓冲溶液中逐滴加入Hg²⁺时, 其荧光信号呈比率型及比色型变化, 并且配位后的荧光量子产率高达0.64, 检测限为1.3×10^-9 mol•L^-1, 低于美国环保署对饮用水中Hg²⁺含量(2×10^-6 mol•L^-1)的要求, 能用于实际水样检测.

  图式 9

  

  图式 9.  探针16的合成

  Scheme 9.  Synthesis of probe 16

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  杂环芳香醛与邻氨基酚类化合物也能用于苯并噁唑的合成.例如, Costa等^[22]报道了一系列含吡咯、咪唑杂环基团的苯并噁唑-5-酰基丙氨酸衍生物的合成(以探针17为例, Eq. 2), 它们在乙腈溶液中能很好地与Cu²⁺、Pd²⁺两种离子发生1:2配位, 且咪唑类衍生物的络合强于吡咯类.

  (2)

  1.2   苯并噻唑类荧光探针

  同样作为含氮杂环中的一员, 与苯并噁唑化合物相似, 苯并噻唑类化合物由于分子所具有的共轭结构以及硫、氮杂原子, 也具有良好的荧光性能^[23].实际上, 可认为将苯并噁唑上的氧用硫原子替换, 即为苯并噻唑, 故其合成方法与苯并噁唑相似, 通常是用羧酸^[24]、醛^[25]或其衍生物与邻氨基苯硫酚反应制备.

  Kaur课题组^[26]以4-氨基2-羟基苯甲酸和邻氨基苯硫酚18为原料, 在PPA催化下缩合得到苯并噻唑化合物19, 利用其中的氨基与对称的芳香醛化合物缩合, 可得到探针分子20 (Scheme 10).探针20在Cu²⁺存在时, 其C＝N双键发生水解, 生成化合物19, 其中O和唑环上N原子与Cu²⁺发生配位, 形成金属配合物, 致使荧光猝灭.若继续向溶液中引入PO₄^3-, Cu²⁺将从金属配合物中解脱, 转而与PO₄^3-形成更稳定的沉淀Cu₃(PO₄)₂, 故荧光恢复.基于此原理, 该探针可成功制备成便携式传感纸条, 用于实际样品中Cu²⁺的检测.

  图式 10

  

  图式 10.  探针20的合成

  Scheme 10.  Synthesis of probe 20

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  在国内, 牛庆芬等^[27]用氰类化合物与18缩合反应, 再与含三个噻吩基团的醛缩合, 制备了一种比色型、荧光turn on型检测CN^-的探针21 (Scheme 11).在探针21溶液中滴加CN^-时, 可肉眼观测到溶液由橙色变为无色, 荧光颜色由墨绿色变为蓝色.这是由于CN^-与探针21中的C＝C双键发生亲核加成, 致使由噻吩基团到苯并噻唑环的分子内电荷转移(ICT)效应抑制, 荧光得以增强.探针21对CN^-的检测限为4.6×10^-7 mol•L^-1, 可在食品样品分析检测CN^-, 用于海拉细胞的生物成像.

  图式 11

  

  图式 11.  探针21的合成

  Scheme 11.  Synthesis of probe 21

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  最近, 曾文彬课题组^[28]用酸酐类化合物和18为原料, 经多步反应, 制备了一种测Al³⁺的探针22 (Scheme 12).该探针能自组装成几乎无荧光的纳米粒子, 在水溶液中加入Al³⁺时能进一步使探针22聚集, ESIPT效应加强, 在555 nm下有显著的荧光增强现象, 其对Al³⁺的检测限可达5.0×10^-10 mol•L^-1.

  图式 12

  

  图式 12.  探针22的合成

  Scheme 12.  Synthesis of probe 22

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  醛类化合物也是合成苯并噻唑的常见原料^[29], 与邻氨基苯硫酚缩合过程中, 通常有合适的氧化剂参与.

  刘又年课题组^[30]用5-甲基邻羟基苯甲醛与化合物18反应, 在合成苯并噻唑化合物23过程中, 使用了氧化剂Na₂S₂O₅.接着引入醛基合成化合物24, 继续衍生化可合成探针25 (Scheme 13).探针25在350 nm的激发光下仅有微弱的荧光, 但在具有氧化性的ClO^-加入后, 探针25的C＝N双键被氧化为强吸电子性的腈基, 使荧光在540 nm处显著增强, 斯托克斯位移达190 nm.探针25对ClO^-的检测限达8.0×10^-7 mol•L^-1, 且因其具有很好的生物相容性和细胞通透性而可用于活细胞中ClO^-的检测.

  图式 13

  

  图式 13.  探针25的合成

  Scheme 13.  Synthesis of probe 25

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  郭媛课题组^[31]则以同样的起始原料合成苯并噻唑类探针, 但使用环境友好的氧化剂H₂O₂在酸性条件下先生成化合物23, 再依次与HMTA、CH₃NO₂反应得到了探针分子26 (Scheme 14), 其可用于HSO₃^-的识别.由于从酚羟基到硝基存在显著的ICT效应, 探针26仅有微弱的荧光.滴加入HSO₃^-后, 由于与硝基相连的C＝C双键和HSO₃^-发生亲核加成, ICT效应减弱, 同时伴随产生强的ESIPT效应, 故荧光发生蓝移, 在480 nm处有强的荧光, 且肉眼可观察到溶液由浅粉色变无色.由于探针26灵敏性高、抗干扰能力强、斯托克斯位移大, 被用于细胞内HSO₃^-的生物成像.

  图式 14

  

  图式 14.  探针26的合成

  Scheme 14.  Synthesis of probe 26

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  张向阳课题组^[32]则用含醛基的苯并噻唑化合物24与肼类反应, 合成了一种能够特异性识别过氧化亚硝酸离子ONOO^-的腙类荧光探针27 (Eq. 3).探针本身呈弱的荧光, 但它的水溶液中若存在ONOO^-, 则形成腙的C＝N双键会被迅速氧化为醛基而转化为化合物24, ESIPT效应显著增强, 荧光随之增强.因此, 探针27能实现对ONOO^-的识别, 响应时间仅需60 s, 检测限达5.8×10^-8 mol•L^-1, 并且可用于细胞成像.

  (3)

  王芳课题组^[33]将化合物24依次与肼、5-甲氧基邻羟基苯甲醛反应, 制备了探针分子28 (Scheme 15).探针28本身在573 nm处有橙色的荧光, 在向其溶液中加入金属离子Zn²⁺或Cd²⁺后, 形成的金属配合物使荧光蓝移至520、540 nm, 均为黄色.若向溶液中再加入适量半胱氨酸, Cd²⁺的金属配合物荧光会发生红移, 回复至原来573 nm处, 而Zn²⁺的金属配合物则无此现象, 故可依此进一步鉴别Zn²⁺、Cd²⁺.

  图式 15

  

  图式 15.  探针28的合成

  Scheme 15.  Synthesis of probe 28

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  其实, 利用苯并噻唑化合物直接参与反应而构建探针的报道还很多^[34].例如, 鲜啟鸣课题组^[35]用2-甲基苯并噻唑类化合物与糠醛衍生物的缩合反应, 制备了探针29 (Scheme 16).其中, 带正电荷的苯并噻唑部分为吸电子基团, 呋喃基团为供电子基团, 共同构成了典型的D-π-A型分子, 具有ICT效应.当分子遇CN^-后, 苯并噻唑中C＝N与CN^-发生亲核加成, 分子内ICT效应被抑制, 紫外吸收峰发生蓝移, 溶液颜色由黄色变为绿色.探针29对CN^-的检测限为1.1×10^-7 mol•L^-1, 低于世界卫生组织的(WHO)参考浓度1.9×10^-6 mol•L^-1, 故有望用于真实水样的检测.

  图式 16

  

  图式 16.  探针29的合成与作用机理

  Scheme 16.  Synthesis of probe 29 and its interaction mechanism

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  最近, 张劲等^[36]以2-(2-羟基苯基)苯并噻唑为原料, 常温下一步反应合成了可用于活体细胞中HPO₄^2-检测的草酸酯型探针30 (Scheme 17).该探针能在二甲基亚砜(DMSO)/4-羟乙基哌嗪乙磺酸(HEPES)的缓冲溶液中与HPO₄^2-发生特异性水解, 生成强荧光化合物, 溶液由无色透明变为亮蓝色, 并伴随有76 nm的紫外吸收峰红移, 荧光增强达210倍, 但对其他阴离子F^-、ClO₄^-、S₂O_32-均无明显响应.含有苯并噻唑结构的化合物也能与二硼酸酯化合物偶联聚合, 得到共轭聚合物型的荧光探针, 如一种荧光比率型探针31.基于分子的ICT效应, 探针31在乙醇溶液中能特异性识别Zn²⁺, 检测限达1.0×10^-8 mol•L^-1[37].

  图式 17

  

  图式 17.  探针30的合成与作用机理

  Scheme 17.  Synthesis of probe 30 and its interaction mechanism

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  当然, 芳香醛类化合物也是合成各种苯并噻唑基荧光探针的常见起始原料^[38], 若是使用稠环芳香醛更有利于增强荧光效果.例如, Yoon等^[39]用2-羟基芘甲醛与邻氨基苯硫酚反应, H₂O₂作氧化剂, 制备了一种用于检测硝基芳香族化合物(NACs)的探针32.该探针在高极性的溶液(DMSO、DMF等)中, 由于充分的去质子化, 而有强烈的荧光.当其与NACs类化合物接触时, 发生质子化作用, 探针会形成原来的分子形式, 荧光发生猝灭, 故能实现对NACs的on-off型传感.

  1.3   苯并咪唑类荧光探针

  同为苯并五元氮杂环的苯并咪唑, 在荧光检测领域也有着更为广泛的应用^[40].它们的合成方法与苯并噁唑、苯并噻唑的合成颇为相似^[41], 较常见的是通过邻苯二胺与羧酸缩合反应制备^[42].其中, 利用芳香二羧酸可以开发出含有2个苯并咪唑结构的金属探针^[43].本课题组开发了能在半水介质中对Ag⁺、Fe³⁺离子实现双功能识别探针分子33^[44].

  各类醛与邻苯二胺反应也是生成苯并咪唑的常用方法^[45].例如谢志刚等^[46]用含吡咯基团的芳香醛与邻苯二胺34反应, 在对甲苯磺酸催化下, 得到一种pH传感的探针35 (Eq. 4).由于苯并咪唑基团的供电子效应, 化合物35的荧光和紫外吸收有明显的红移.当与酸作用发生质子化后荧光增强, 并且和紫外吸收产生大的蓝移现象, 溶液由黄色变为绿色.因此, 根据探针35荧光的off-on型变化, 能实现对pH的监测.

  (4)

  具有大共轭结构的稠环芳香醛, 也常用于制备苯并咪唑型探针^[47].例如马立军课题组^[48]用芘甲醛与34在室温下反应, 制备了探针36 (Eq. 5).探针36能高选择性地识别Fe³⁺, 在向其水溶液中逐滴加入Fe³⁺至30 equiv.时, 探针36与Fe³⁺以2:1络合, 荧光呈现turn on型变化, 增强高达510倍, 检测限为2.0×10^-7 mol•L^-1.

  (5)

  多个醛基的化合物参与构建苯并咪唑型的荧光探针, 也有较多的报道^[49].郑立炎课题组^[50]用含四个醛基的芳香化合物与34反应, 制备了分子内同时含四个苯并咪唑基的探针37 (Eq. 6).探针37有聚集诱导发光(AIE)效应, 对能与苯并咪唑有强螯合作用并形成团聚体的Ag⁺有特异性识别.在向溶液中滴入Ag⁺, 探针分子37能与Ag⁺发生1:2络合, 并伴随产生强的黄色荧光信号, 对Ag⁺的检测限为6.0×10^-6 mol•L^-1.

  (6)

  当然, 对于苯并咪唑类荧光探针的研究, 直接使用苯并咪唑类化合物与羧酸或其衍生物^{[51, 52]}、醛^[53]反应构建性能各异的探针分子的报道也比较常见.例如, Goswami课题组^[54]直接用两分子2-氯甲基-1-甲基苯并咪唑与罗丹明酰肼反应, 合成了一种可选择性检测Cu²⁺的探针38 (Eq. 7).与Cu²⁺络合后, 分子内发生从苯并咪唑到罗丹明的荧光共振能量转移效应(FRET), 表现出明显的吸收和发射变化, 从而有效地检测Cu²⁺, 检测限为3.1×10^-6 mol•L^-1.

  (7)

  在衍生化构建苯并咪唑类探针的报道中, 含有氨基的苯并咪唑化合物最为常见.例如, 高春梅课题组^[55]用2-氨甲基苯并咪唑与2-喹啉甲酰氯回流反应2 h, 合成了可特异性识别Ag⁺的探针分子39 (Eq. 8);而Das等^[56]则用2-氨基苯并咪唑与2-羟基-1-萘甲醛回流反应6 h, 制备了检测Zn²⁺、N^3-的探针分子40 (Eq. 9).

  (8)

  (9)

  类似地, 利用苯并咪唑化合物41中氨基的反应, 可合成系列检测双离子的苯并咪唑类探针(Scheme 18).例如, 探针42可细胞内检测Cu²⁺、S^2-[57], 探针43用于检测Al³⁺、Cd^2+[58], 探针44同时检测Hg²⁺、Cu^2+[59].

  图式 18

  

  图式 18.  探针42~44的合成

  Scheme 18.  Synthesis of probes 42~44

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  1.4   苯并吡咯类荧光探针

  苯并吡咯又称吲哚, 不同于苯并噁唑、苯并噻唑、苯并咪唑, 吲哚分子内只含有一个N杂原子.由于吡咯环上能吸收特征频率光的C＝C发色团存在, 吲哚类化合物同样具有良好的荧光性能^[60].直接利用吲哚本身^[61], 或芳环上不同位置上的羧基、醛基等^{[62, 63]}, 与其它化合物发生加成、缩合反应等, 也能构建不同性能的荧光探针.

  Sakhuja课题组^[64]用3-吲哚乙酸与含有氨基的香豆素衍生物发生酰胺化反应, 制备了能选择性识别Hg²⁺的探针分子45 (Eq. 10); Chen等^[65]利用含有醛基的吲哚化合物与丙二腈发生缩合反应, 制备出CN^-检测的比色及比率型探针分子46 (Eq. 11).

  (10)

  (11)

  实际上, 利用3-吲哚甲醛类化合物的各种反应, 设计含有C＝C^[66]、C＝N^[67]双键的探针, 更为常见.例如, 土耳其Cosut课题组^[68]用2-甲基-3-吲哚甲醛与氟硼二吡咯类化合物发生缩合反应, 合成了荧光探针分子47 (Eq. 12).借助氟硼二吡咯类化合物荧光光谱峰窄、光学性质稳定的特点, 探针47可实现荧光on-off型变化检测Cu²⁺.

  (12)

  利用3-吲哚甲醛类化合物与二胺的缩合反应, 可构建含有多个C＝N双键的探针分子^[69]. Chellappa课题组^[70]将3-吲哚甲醛与2, 3-二氨基-2-丁烯二腈缩合, 制备了F^-探针48 (Eq. 13), 其与F^-的配位比为1:1, 检测限为2.73×10^-7 mol•L^-1.

  (13)

  1.5   咔唑类荧光探针

  咔唑是一类富电子的芳香性氮杂环化合物, 其分子内的电子转移较强, 并且共轭体系较大, 具有良好的光稳定性.近年来, 咔唑及其衍生物分子因其独特的刚性稠杂环结构和活跃的分子内电荷转移，已被广泛应用于荧光探针分子的设计、合成^[71~74].

  Kim课题组^[75]以3-碘-9-甲基咔唑为原料, 经两步反应, 在咔唑的3, 6号位分别引入醛基和羧基.在此基础上再分两步构建了含苯并噻唑基的咔唑类探针49.在水溶液体系中探针49能实现对Mn₄^O-的荧光turn on型检测, 荧光量子产率从0.011增加至0.32, 检测限可达3.2×10^-9 mol•L^-1.其机理是探针分子在氧化作用下生成了强荧光性的醌式物质50 (Scheme 19).

  图式 19

  

  图式 19.  探针49的合成与作用机理

  Scheme 19.  Synthesis of probes 49 and its interaction mechanism

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  除利用咔唑3-(或6-)位的醛基直接构建同时含有苯并噻唑与咔唑官能团的荧光探针外^[76], 也可利用2-氰甲基苯并噻唑的活泼亚甲基与咔唑3-位醛基缩, 合构建这类同时含有2种稠合氮杂环的荧光探针^[77].利用类似的脱水缩合反应形成C＝C, 也可构建同时含有咔唑、吲哚类的荧光探针^[78].当然, 也可利用醛基与氨基的脱水缩合反应, 构建含有C＝N的咔唑类荧光探针^[79].

  另外, 用含氨基的咔唑化合物与各类物质反应, 设计得到功能性的探针分子也常有报道^[80].蒋长龙课题组^[81]用3-氨基-9-乙基咔唑51与两分子溴代乙酸乙酯发生反应, 先合成了得到双取代的中间化合物, 再将中间体进一步与肼反应, 得到一种可连续检测Cu²⁺和S^2-的探针52 (Scheme 20); 胡胜利等^[82]则同样利用51中的咔唑基荧光团, 以邻苯二甲酰亚胺为识别和结合位点, 设计合成了探针分子53, 其能通过盖布瑞尔反应机理识别肼, 同时释放出化合物51 (Scheme 21).

  图式 20

  

  图式 20.  探针52的合成与作用机理

  Scheme 20.  Synthesis of probe 52 and its interaction mechanism

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  图式 21

  

  图式 21.  探针53的合成与作用机理

  Scheme 21.  Synthesis of probes 53 and its interaction mechanism

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  2.   苯并六元氮杂环型荧光探针

  苯并六元氮杂环主要是苯并吡啶(喹啉)、苯并吡嗪、吩嗪等芳香化合物.喹啉、吡嗪、吩嗪也是一类性能优良的发光基团, 在荧光探针分子的设计与合成中同样颇为常见^[83], 用于不同分析物的传感.

  2.1   苯并吡啶类荧光探针

  苯并吡啶包括喹啉、异喹啉两类.其中, 喹啉类化合物更多的被报道于荧光传感领域^[84], 且利用喹啉上不同位置的取代基(如羟基^[85]、氨基等)进行反应, 可获得性能良好、基于喹啉骨架的荧光探针分子.特别是8-羟基喹啉类化合物, 由于其良好的光稳定性、配位能力, 在荧光探针的设计合成中常被广泛使用^{[86, 87]}.

  徐括喜课题组^[88]用2-羟甲基-8-羟基-喹啉与具有较强结合能力的吡啶衍生物发生取代反应, 制备了一种turn on型检测Cd²⁺的探针54 (Eq. 14).得益于良好的水溶性, 探针54能在几乎纯水溶液中实现对Cd²⁺的传感, 检测限达1.2×10^-6 mol•L^-1.在对活细胞的研究中, 探针54几乎没有毒性, 能正常地通过细胞膜, 用来检测活细胞中Cd²⁺.

  (14)

  类似地, 8-氨基喹啉由于良好的光谱特性, 也常用于探针分子的构建^[89]. Wong课题组^[90]则用8-氨基喹啉与氯代乙酰氯、二异丙基胺依次进行取代反应, 合成了探针55.在55的溶液中滴加Zn²⁺, 荧光显著增强.这是因为探针55与Zn²⁺作用后, 原本使猝灭荧光的PET效应被抑制, 导致荧光增强(Scheme 22).探针55对Zn²⁺检测限为4.1×10^-8 mol•L^-1.

  图式 22

  

  图式 22.  探针55的合成和作用机理

  Scheme 22.  Synthesis of probe 55 and its interaction mechanism

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  利用喹啉环上2号位的醛基与肼^[91]、苯胺^[92]等氨基化合物反应, 是构建席夫碱类荧光探针的有效手段之一.例如, Ramu等^[93]用对甲基苯酰肼的反应, 合成了探针分子56 (Eq. 15).在56的DMSO溶液中加入Mg²⁺, 形成的金属配合物内部存在ICT效应, 溶液在474 nm的荧光发生猝灭, 但在590 nm出现新的发射峰, 且其荧光强度不受其他金属离子的影响.因此, 探针56能在其他碱土金属离子存在的情况下, 高灵敏地检测Mg²⁺, 检测限可达4.7×10⁻⁸ mol•L^-1.

  (15)

  将喹啉与以长波发射、高量子产率著称的罗丹明荧光团结合, 也是设计合成新型荧光探针的巧妙方法^[94]. Adhikari等^[95]通过长度控制配位选择性的特点, 设计、合成了基于FRET机理的Bi³⁺荧光探针57 (Eq. 16).

  (16)

  在喹啉环基础上继续构建苯并五元氮杂环, 可设计、合成出能同时识别Cu²⁺、Cd²⁺的双功能探针分子58 (Eq. 17)^[96].不仅如此, Malathi等^[97]用同时含有喹啉与苯并咪唑结构的原料与2-巯基乙醇发生亲核取代反应, 合成了能用于pH传感、金属离子检测、生物成像等的多功能荧光探针分子59 (Eq. 18).

  (17)

  (18)

  芳环上含两个卤原子的喹啉衍生物, 还能应用于构建聚合物型荧光探针分子.冯丽恒课题组^[98]用5, 7-二溴-8-甲氧基喹啉与苯二硼酸酯发生偶联聚合反应, 得到了选择性识别Fe³⁺的探针60 (Eq. 19).聚合物探针分子60具有较高的荧光量子产率(0.74), 与Fe³⁺发生配位后, 由于分子内部的PET效应, 其荧光逐渐发生猝灭, 对Fe³⁺的检测限为1.0×10⁻⁸ mol•L^-1.

  (19)

  2.2   苯并吡嗪类荧光探针

  苯并吡嗪又称喹喔啉, 不同于喹啉的是, 其苯环一侧的吡嗪有两个N原子, 故具有更强的配位能力.目前, 苯并吡嗪类化合物已广泛应用于荧光传感^{[99, 100]}、染料^[101]、材料等领域.苯并吡嗪类荧光探针常见的合成方法, 是用邻二酮化合物与邻二氨基化合物环合制备^[102], 如Bhosale课题组^[103]对pH检测探针61的合成(Eq. 20).

  (20)

  构建同时含有苯并吡嗪和其他苯并氮杂环结构的荧光探针, 可应用于各种离子的检测^[104].例如, 韩辉课题组^[105]用含喹啉荧光团的邻二酮类与邻苯二胺反应, 制备了一系列能用于Zn²⁺检测的荧光turn on型探针分子, 如探针62 (Eq. 21).

  (21)

  基于苯并吡嗪类化合物构建探针分子的研究, 近来较多^{[106, 107]}.例如, 覃兆海课题组^[108]用含溴原子的苯并吡嗪化合物与2-甲硫基苯硼酸发生Suzuki交叉偶联反应, 合成了配位型检测Pd²⁺的探针分子63 (Eq. 22).在纯水溶液中, 探针63与作为软金属离子的Pd²⁺具有强的配位作用, 致使溶液的荧光发生猝灭.但在溶液中继续加入CN^-后, 溶液的绿色荧光又得以恢复, 这是由于Pd²⁺与CN^-形成了更稳定的络合物.在实际水样中, 探针63对Pd²⁺的检测限可达2.2×10^-8 mol•L^-1.

  (22)

  另外, 基于卤代苯并吡嗪化合物的金属催化偶联反应设计聚合型荧光探针, 也有报道^[109].曹德榕课题组^[110]则用含吡啶基团的苯并吡嗪衍生物与含炔基的咔唑化合物通过Sonogashira反应, 制备了共轭聚合物型探针分子64 (Eq. 23), 其能可视化识别Ag⁺, 对Ag⁺的检测限为5.0×10^-7 mol•L^-1.

  (23)

  2.3   吩嗪类荧光探针

  吩嗪又称为二苯并吡嗪.有别于苯并吡嗪, 其吡嗪环两侧存在两个苯环, 共轭程度更大, 是良好的荧光发色团, 可设计、合成荧光探针分子, 用于金属离子^[111]、阴离子^[112]和中性分子^[113]的识别.吩嗪类荧光探针的合成方法, 最常见的是以邻苯二胺34为原料, 先制备2, 3-二氨基吩嗪65^[114], 再与芳香醛缩合^[115], 如西北师范大学魏太保课题组^[116]制备的能连续检测Fe³⁺、H₂PO₄^-的探针66 (Scheme 23).

  图式 23

  

  图式 23.  探针66的合成

  Scheme 23.  Synthesis of probe 66

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  另外, 邻苯二胺34还可与2-羟基-1, 4-萘醌反应, 得到中间体苯并吩嗪化合物, 再与茚三酮在冰醋酸条件下缩合, 亦可得到苯并吩嗪类探针分子^[117]. Khurana课题组^[118]制备的探针67 (Scheme 24), 在0.5 mol•L^-1的H₂SO₄溶液中荧光量子产率为0.546.当向探针67的溶液中加入1 equiv.的Cu²⁺或Pb²⁺后, 探针67的荧光发生不同程度的猝灭.若在溶液中继续滴入乙二胺四乙酸, 探针分子67的荧光又得以恢复.

  图式 24

  

  图式 24.  探针67的合成

  Scheme 24.  Synthesis of probes 67

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  3.   结束语

  总之, 随着近年来荧光探针的迅猛发展, 基于苯并氮杂环设计、合成的探针已有大量成功的实例, 并广泛应用于各种小分子(NACs、N₂H₄等)^{[39, 82]}、pH^{[19, 46]}以及溶液中同时含多种离子(Hg²⁺-Cu^2+[59]、Cu²⁺-Cd^2+[96]等)的分析物检测, 在生物体内^{[27, 31]}与纯水相介质^{[21, 108]}的检测应用亦有报道.由于其特有的大共轭结构, 含N、O、S等杂原子结合位点的存在, 以及其芳环上特定位置^{[68, 75]}可设计发生一系列化学反应而引入功能性基团.特别是通过各种连接臂有效将苯并五元^[55]、六元^[58]或多元^[88]含氮杂环同时引入分子中, 往往能得到功能多样的探针分子.在设计、合成方面, 苯并氮杂环化合物探针所涉及的原料、反应类型也越来越丰富多样, 反应趋向于原子经济性与绿色化, 合成路线更加要求设计巧妙、简洁高效.

  展望未来, 如何将具有不同结构、不同功能的基团组合搭配到一起, 构建更为丰富的探针库, 特别是同时含有多个配位点和具有不同响应机理(如PET^{[11, 119]}、ICT^{[27, 120]}、ESIPT^{[28, 32]}、FRET^{[54, 95]}等)的多功能荧光探针的合成研究, 仍须继续得到足够的重视.

  
  
• 1. [1]

     Malapati, P.; Krishna, V. S.; Nallangi, R.; Srilakshmi, R. R.; Sriram, D. Eur. J. Med. Chem. 2018, 145, 23. doi: 10.1016/j.ejmech.2017.12.088

  2. [2]

     Wei, P.-F.; Qi, M.-Z.; Wang, Z.-P.; Ding, S.-Y.; Yu, W.; Liu, Q.; Wang, L.-K.; Wang, H.-Z.; An, W.-K.; Wang, W. J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 4623. doi: 10.1021/jacs.8b00571

  3. [3]

     Garreffi, B. P.; Guo, M. L.; Tokranova, N.; Cady, N. C.; Castracane, J.; Levitsky, I. A. Sens. Actuators, B 2018, 276, 466. doi: 10.1016/j.snb.2018.07.115

  4. [4]

     Karman, M.; Verde-Sesto, E.; Weder, C. ACS Macro Lett. 2018, 7, 1028. doi: 10.1021/acsmacrolett.8b00520

  5. [5]

     Bing, Q. J.; Wang, L.; Li, D. L.; Wang, G. Spectrochim. Acta, Part A 2018, 202, 305. doi: 10.1016/j.saa.2018.05.045

  6. [6]

     Liu, K.; Guo, P.; Liu, L. J.; Shi, X. F. Sens. Actuators, B 2018, 250, 667.

  7. [7]

     Rostovtseva, I. A.; Chernyshev, A. V.; Tkachev, V. V.; Dorogan, I. V.; Voloshin, N. A.; Solov'eva, E. V.; Metelitsa, A. V.; Gaeva, E. B.; Aldoshin, S. M.; Minkin, V. I. J. Mol. Struct. 2017, 1145, 55. doi: 10.1016/j.molstruc.2017.05.089

  8. [8]

     Chen, S.; Wang, W. J.; Yan, M. M.; Tu, Q.; Chen, S.-W.; Li, T. B.; Yuan, M.-S.; Wang, J. Y. Sens. Actuators, B 2018, 255, 2086. doi: 10.1016/j.snb.2017.09.008

  9. [9]

     Lu, Z. X.; Liu, Y. M.; Lu, S. H.; Li, Y.; Liu, X. L.; Qin, Y.; Zheng, L. Y. RSC Adv. 2018, 8, 19701. doi: 10.1039/C8RA03591A

  10. [10]

      Mehta, P. K.; Oh, E.-T.; Park, H. J.; Lee, K.-H. Sens. Actuators, B 2018, 256, 393. doi: 10.1016/j.snb.2017.10.087

  11. [11]

      Chen, M. L.; Lü, X.; Liu, Y. L.; Zhao, Y.; Liu, J.; Wang, P.; Guo, W. Org. Biomol. Chem. 2011, 9, 2345. doi: 10.1039/c0ob00983k

  12. [12]

      Zhang, Y.; Wang, Y.-C.; Mei, J.-G.; Yang, N.-N.; Wang, W.-N.; Ai, S.-F.; Fang, Z.-Q. J. Chem. Res. 2016, 5, 280.

  13. [13]

      Chen, L.; Park, S. J.; Wu, D.; Kim, H. M.; Yoon, J. Dyes Pigm. 2018, 158, 526. doi: 10.1016/j.dyepig.2018.01.027

  14. [14]

      Shang, Y. T.; Zheng, S. W.; Tsakama, M.; Wang, M.; Chen, W. H. Tetrahedron Lett. 2018, 59, 4003. doi: 10.1016/j.tetlet.2018.09.057

  15. [15]

      Wang, J. F.; Li, Y. B.; Patel, N. G.; Zhang, G.; Zhou, D. M.; Pang, Y. Chem. Commun. 2014, 50, 12258. doi: 10.1039/C4CC04731A

  16. [16]

      Pang, Y.; Abeywickrama, C. S. Tetrahedron Lett. 2016, 57, 3518. doi: 10.1016/j.tetlet.2016.06.098

  17. [17]

      Abeywickrama, C. S.; Pang, Y. Tetrahedron Lett. 2017, 58, 1627. doi: 10.1016/j.tetlet.2017.03.030

  18. [18]

      Kwon, J. E.; Lee, S.; You, Y.; Baek, K. H.; Ohkubo, K.; Cho, J.; Fukuzumi, S.; Shin, I.; Park, S. Y.; Nam, W. Adv. Inorg. Chem. Radiochem. 2012, 51, 8760.

  19. [19]

      Sadhu, K. K.; Mizukami, S.; Yoshimura, A.; Kikuchi, K. Org. Biomol. Chem. 2013, 11, 563. doi: 10.1039/C2OB26630J

  20. [20]

      Ma, Q.-J.; Zhang, X.-B.; Zhao, X.-H.; Gong, Y.-J.; Tang, J.; Shen, G.-L.; Yu, R.-Q. Spectrochim. Acta, Part A 2017, 73, 687.

  21. [21]

      Yang, X. F.; Qin, X. J.; Li, Y. X.; Yan, M. Biosens. Bioelectron. 2018, 121, 62. doi: 10.1016/j.bios.2018.09.004

  22. [22]

      Esteves, C. I. C.; Ferreira, R. C. M.; Costa, S. P. G. Dyes Pigm. 2018, 151, 211. doi: 10.1016/j.dyepig.2017.12.040

  23. [23]

      蒋凯, 曹梁, 郝志峰, 陈美燕, 程洁銮, 李晓, 肖萍, 陈亮, 汪朝阳, 有机化学, 2017, 37, 2221. http://sioc-journal.cn/Jwk_yjhx/CN/abstract/abstract346113.shtmlJiang, K.; Cao, L.; Hao, Z.-F.; Chen, M.-Y.; Cheng, J.-L.; Li, X.; Xiao, P.; Chen, L.; Wang, Z.-Y. Chin. J. Org. Chem. 2017, 37, 2221(in Chinese). http://sioc-journal.cn/Jwk_yjhx/CN/abstract/abstract346113.shtml

  24. [24]

      Chen, L.; Wu, D.; Yoon, J. Sens. Actuators, B 2018, 259, 347. doi: 10.1016/j.snb.2017.12.073

  25. [25]

      Li, K.; Feng, Q.; Niu, G. L.; Zhang, W. J.; Li, Y. Y.; Kang, M. M.; Xu, K.; Hou, H. W.; Tang, B. Z. ACS Sens. 2018, 3, 920. doi: 10.1021/acssensors.7b00820

  26. [26]

      Kaur, I.; Kaur, P.; Singh, K. Sens. Actuators, B 2018, 257, 1083. doi: 10.1016/j.snb.2017.10.173

  27. [27]

      Niu, Q. F.; Lan, L. X.; Li, T. D.; Guo, Z. R.; Jiang, T.; Zhao, Z. Y.; Feng, Z. S.; Xi, J. Y. Sens. Actuators, B 2018, 276, 13. doi: 10.1016/j.snb.2018.08.066

  28. [28]

      Liu, Y.; Bi, A.Y.; Gao, Tang.; Cao, X. Z.; Gao, F.; Rong, P. F.; Wang, W.; Zeng, W. B. Talanta 2019, 194, 38. doi: 10.1016/j.talanta.2018.09.104

  29. [29]

      Hou, T. X.; Zhang, K.; Kang, X. X.; Guo, X. L.; Du, L. B.; Chen, X. F.; Yu, L.; Yue, J.; Ge, H. W.; Liu, Y.; Asiri, A. M.; Alamry, K. A.; Yu, H.; Wang, S. H. Talanta 2019, 196, 345. doi: 10.1016/j.talanta.2018.12.083

  30. [30]

      Nguyen, K. H.; Hao, Y. Q.; Zeng, K.; Fan, S. N.; Li, F.; Yuan, S. K.; Ding, X. J.; Xu, M. T.; Liu, Y. N. Spectrochim. Acta, Part A 2018, 199, 189. doi: 10.1016/j.saa.2018.03.055

  31. [31]

      Wang, S. J.; Li, J.; Gao, Y.; Guo, Y. Asian J. Org. Chem. 2018, 7, 563. doi: 10.1002/ajoc.201700626

  32. [32]

      Shen, Y. M.; Zhang, X. Y.; Zhang, Y. Y.; Li, H. T.; Dai, L. C.; Peng, X. J.; Peng, Z.; Xie, Y. T. Anal. Chim. Acta 2018, 1014, 71. doi: 10.1016/j.aca.2018.01.046

  33. [33]

      Li, J.; Chen, Y. H.; Chen, T.T.; Qiang, J.; Zhang, Z. J.; Wei, T. W.; Zhang, W.; Wang, F.; Chen, X. Q. Sens. Actuators, B 2018, 268, 446. doi: 10.1016/j.snb.2018.04.130

  34. [34]

      Feng, G. F.; Luo, X. Y.; Lu, X.; Xie, S. Y.; Deng, L.; Kang, W. Y.; He, F.; Zhang, J. H.; Lei, C. Y.; Lin, B.; Huang, Y.; Nie, Z.; Yao, S. Z. Angew. Chem. 2019, 58, 6590. doi: 10.1002/anie.201901320

  35. [35]

      Wang, Y. T.; Wang, J. J.; Xian, Q. M. Talanta 2018, 190, 487. doi: 10.1016/j.talanta.2018.08.017

  36. [36]

      Zhang, J.; Wang, S.; Liu, C. H.; He, G. W.; Peng, T. Y. Chin. J. Chem. 2018, 36, 1179. doi: 10.1002/cjoc.201800376

  37. [37]

      Diao, H. P.; Guo, L. X.; Liu, W.; Feng, L. H. Spectrochim. Acta, Part A 2018, 196, 274. doi: 10.1016/j.saa.2018.02.036

  38. [38]

      He, L.; Liu, X. J.; Zhang, Y.; Yang, L.; Fang, Q.; Geng, Y. N.; Chen, W. Q.; Song, X. Z. Sens. Actuators, B 2018, 276, 247. doi: 10.1016/j.snb.2018.08.119

  39. [39]

      Hu, Y.; Joung, J. F.; Jeong, J. E.; Jeong, Y.; Woo, H. Y.; She, Y. B.; Park, S.; Yoon, J. Sens. Actuators, B 2019, 280, 298. doi: 10.1016/j.snb.2018.10.043

  40. [40]

      吴彦城, 尤嘉宜, 关丽涛, 石杰, 曹梁, 汪朝阳, 有机化学, 2015, 35, 2465. doi: 10.6023/cjoc201507022Wu, Y.-C.; You, J.-Y.; Guan, L.-T.; Shi, J.; Cao, L.; Wang, Z.-Y. Chin. J. Org. Chem. 2015, 35, 2465(in Chinese). doi: 10.6023/cjoc201507022

  41. [41]

      Li, G.; Zhang, D. B.; Liu, G.; Pu, S. Z. Tetrahedron Lett. 2016, 57, 5205. doi: 10.1016/j.tetlet.2016.10.027

  42. [42]

      Liu, L. L.; Dan, F. J.; Liu, W. J.; Lu, X.; Han, Y. L.; Xiao, S. Z.; Lan, H. C. Sens. Actuators, B 2017, 247, 445. doi: 10.1016/j.snb.2017.03.069

  43. [43]

      Mashraqui, S. H.; Chandiramani, M.; Ghorpade, S.; Upathayay, J.; Mestri, R.; Chilekar, A. J. Inclusion Phenom. Macrocyclic Chem. 2016, 84, 129. doi: 10.1007/s10847-015-0590-z

  44. [44]

      Wu, Y.-C.; Jiang, K.; Luo, S.-H.; Cao, L.; Wu, H.-Q.; Wang, Z.-Y. Spectrochim. Acta, Part A 2019, 206, 632. doi: 10.1016/j.saa.2018.05.069

  45. [45]

      Iniya, M.; Jeyanthi, D.; Krishnaveni, K.; Chellappa, D. J. Lumin. 2015, 157, 383. doi: 10.1016/j.jlumin.2014.09.018

  46. [46]

      Li, Z. S.; Li, L. J.; Sun, T. T.; Liu, L. M.; Xie, Z. G. Dyes Pigm. 2016, 128, 165. doi: 10.1016/j.dyepig.2016.01.029

  47. [47]

      Zhu, W. J.; Fang, M.; Zhang, Q.; Xu, Y.; Wu, Z. Y.; Li, C. J. Chin. Chem. Soc. 2018, 65, 597. doi: 10.1002/jccs.201700336

  48. [48]

      Zhao, M. L.; Deng, Z. F.; Tang, J.; Zhou, X. F.; Chen, Z.; Li, X. T.; Yang, L. T.; Ma, L. J. Analyst 2016, 141, 2308. doi: 10.1039/C5AN02565F

  49. [49]

      Bing, Q. J.; Wang, L.; Li, D. L.; Wang, G. Spectrochim. Acta, Part A 2018, 202, 305. doi: 10.1016/j.saa.2018.05.045

  50. [50]

      Lu, Z. X.; Liu, Y. M.; Lu, S. H.; Li, Y.; Liu, X. L.; Qin, Y.; Zheng, L. Y. RSC Adv. 2018, 8, 19701. doi: 10.1039/C8RA03591A

  51. [51]

      Krishnaveni, K.; Iniya, M.; Jeyanthi, D.; Siva, A.; Chellappa, D. Spectrochim. Acta, Part A 2018, 205, 557. doi: 10.1016/j.saa.2018.07.075

  52. [52]

      Sen Gupta, A.; Garg, A.; Paul, K.; Luxami, V. J. Lumin. 2016, 173, 16.

  53. [53]

      Ge, Y. Q.; Liu, A. K.; Ji, R. X.; Shen, S. L.; Cao, X. Q. Sens. Actuators, B 2017, 251, 410. doi: 10.1016/j.snb.2017.05.097

  54. [54]

      Goswami, S.; Maity, S.; Maity, A. C.; Maity, A. K.; Das, A. K.; Saha, P. RSC Adv. 2014, 4, 6300. doi: 10.1039/c3ra46280c

  55. [55]

      Chen, C. J.; Liu, H. Y.; Zhang, B.; Wang, Y. W.; Cai, K.; Tan, Y.; Gao, C. M.; Liu, H. X.; Tan, C. Y.; Jiang, Y. Y. Tetrahedron 2016, 72, 3980. doi: 10.1016/j.tet.2016.05.020

  56. [56]

      Ta, S.; Das, S.; Ghosh, M.; Banerjee, M.; Hira, S. K.; Manna, P. P.; Das, D. Spectrochim. Acta, Part A 2019, 209, 170. doi: 10.1016/j.saa.2018.10.006

  57. [57]

      Paul, A.; Anbu, S.; Sharma, G.; Kuznetsov, M. L.; da Silva, M. F. C. G.; Koch, B.; Pombeiro, A. J. L. Dalton Trans. 2015, 44, 16953. doi: 10.1039/C5DT02662H

  58. [58]

      Dhaka, G.; Kaur, N.; Singh, J. Inorg. Chem. Commun. 2016, 72, 57. doi: 10.1016/j.inoche.2016.08.008

  59. [59]

      Gao, Y. L.; Zhang, C.; Peng, S. W.; Chen, H. Y. Sens. Actuators, B 2017, 238, 455. doi: 10.1016/j.snb.2016.07.076

  60. [60]

      Bieleszova, K.; Parizkova, B.; Kubes, M.; Husickova, A.; Kubala, M.; Ma, Q.; Sedlarova, M.; Robert, S.; Dolezal, K.; Strnad, M.; Novak, O.; Zukauskaite, A. New Biotechnol. 2019, 48, 44. doi: 10.1016/j.nbt.2018.06.003

  61. [61]

      More, G. V.; Bhanage, B. M. Catal. Sci. Technol. 2015, 5, 1514. doi: 10.1039/C4CY01456A

  62. [62]

      Samanta, S.; Ray, T.; Haque, F.; Das, G. J. Lumin. 2016, 171, 13. doi: 10.1016/j.jlumin.2015.10.043

  63. [63]

      Fan, L.; Gao, S. Q.; Li, Z. B.; Niu, W. F.; Zhang, W. J.; Shuang, S. M.; Dong, C. Sens. Actuators, B 2015, 221, 1069. doi: 10.1016/j.snb.2015.07.076

  64. [64]

      Joshi, S.; Kumari, S.; Sarmah, A.; Pant, D. D.; Sakhuja, R. J. Mol. Liq. 2017, 248, 668. doi: 10.1016/j.molliq.2017.10.081

  65. [65]

      Lin, W. C.; Hu, J. W.; Chen, K. Y. Anal. Chim. Acta 2015, 893, 91. doi: 10.1016/j.aca.2015.08.044

  66. [66]

      Shan, Y. Y.; Wu, Q. Q.; Sun, N.; Sun, Y. H.; Cao, D. X.; Liu, Z. Q.; Guan, R. F.; Xu, Y. X.; Yu, X. Y. Mater. Chem. Phys. 2017, 186, 295 doi: 10.1016/j.matchemphys.2016.10.056

  67. [67]

      Tang, Y.; Jiang, G. F. Tetrahedron Lett. 2017, 58, 2846. doi: 10.1016/j.tetlet.2017.06.024

  68. [68]

      Tumay, S. O.; Okutan, E.; Sengul, I. F.; Ozcan, E.; Kandemir, H.; Doruk, T.; Cetin, M.; Cosut, B. Polyhedron 2016, 117, 161. doi: 10.1016/j.poly.2016.05.056

  69. [69]

      Xu, T.; Duan, H. D.; Wang, X. J.; Meng, X.; Bu, J. Spectrochim. Acta, Part A 2015, 138, 603. doi: 10.1016/j.saa.2014.11.098

  70. [70]

      Jeyanthi, D.; Iniya, M.; Krishnaveni, K.; Chellappa, D. Spectrochim. Acta, Part A 2015, 136, 1269. doi: 10.1016/j.saa.2014.10.013

  71. [71]

      Lv, Z. X.; Sun, Z. W.; Song, C. H.; Lu, S. M.; Chen, G.; You, J. M. Talanta 2016, 161, 228. doi: 10.1016/j.talanta.2016.08.040

  72. [72]

      Huang, Y. L.; Zhou, Q.; Feng, Y.; Zhang, W.; Fang, G. S.; Fang, M.; Chen, M.; Xu, C. Z.; Meng, X. M. Chem. Commun. 2018, 54, 10495. doi: 10.1039/C8CC05594G

  73. [73]

      Ning, P.; Hou, L. L.; Feng, Y.; Xu, G. Y.; Bai, Y. Y.; Yu, H. Z.; Meng, X. M. Chem. Commun. 2019, 55, 1782. doi: 10.1039/C8CC09517E

  74. [74]

      Feng, Y.; Li, S. Q.; Li, D. X.; Wang, Q.; Ning, P.; Chen, M.; Tian, X. H.; Wang, X. Sens. Actuators, B 2018, 254, 282. doi: 10.1016/j.snb.2017.07.019

  75. [75]

      Shi, G.; Shahid, M. A.; Yousuf, M.; Mahmood, F.; Rasheed, L.; Bielawski, C. W.; Kim, K. S. Chem. Commun. 2019, 55, 1470. doi: 10.1039/C8CC08958B

  76. [76]

      Lin, D. Y.; Fei, X. N.; Li, R.; Gu, Y. C.; Tang, Y. L.; Zhou, J. G.; Zhang, B. L. J. Fluoresc. 2016, 26, 1511. doi: 10.1007/s10895-016-1851-y

  77. [77]

      Patra, L.; Aich, K.; Gharami, S.; Mondal, T. K. J. Lumin. 2018, 201, 419. doi: 10.1016/j.jlumin.2018.05.020

  78. [78]

      Bi, K. Y.; Tan, R.; Hao, R. T.; Miao, L. X.; He, Y. Q.; Wu, X. H.; Zhang, J. F.; Xu, R. Chin. Chem. Lett. 2019, 30, 545. doi: 10.1016/j.cclet.2018.11.020

  79. [79]

      Kandemir, H.; Kocak, A.; Tumay, S. O.; Cosut, B.; Zorlu, Y.; Sengul, I. F. Turk. J. Chem. 2018, 42, 221.

  80. [80]

      Sanchez, G.; Espinosa, A.; Curiel, D.; Tarraga, A.; Molina, P. J. Org. Chem. 2013, 78, 9725. doi: 10.1021/jo401430d

  81. [81]

      Yang, L. L.; Wang, J. P.; Yang, L.; Zhang, C.; Zhang, R. L.; Zhang, Z. P.; Liu, B. H.; Jiang, C. L. RSC Adv. 2016, 6, 56384. doi: 10.1039/C6RA10293J

  82. [82]

      Wang, W. D.; Hu, Y.; Hu, S. L. Inorg. Chim. Acta 2018, 477, 206. doi: 10.1016/j.ica.2018.03.033

  83. [83]

      Zhou, F. F.; Wang, H. Q.; Liu, P. Y.; Hu, Q. H.; Wang, Y. Y.; Liu, C.; Hu, J. K. Spectrochim. Acta, Part A 2018, 190, 104. doi: 10.1016/j.saa.2017.09.007

  84. [84]

      Liu, X. J.; Su, Y. A.; Tian, H. H.; Yang, L.; Zhang, H. Y.; Song, X. Z.; Foley, J. W. Anal. Chem. 2017, 89, 7038. doi: 10.1021/acs.analchem.7b00754

  85. [85]

      Wu, G. F.; Li, M. X.; Zhu, J. J.; Lai, K. W. C.; Tong, Q. X.; Lu, F. RSC Adv. 2016, 6, 100696. doi: 10.1039/C6RA19734E

  86. [86]

      Gupta, R. C.; Razi, S. S.; Ali, R.; Dwivedi, S. K.; Srivastava, P.; Singh, P.; Koch, B.; Mishra, H.; Misra, A. Sens. Actuators, B 2017, 251, 729. doi: 10.1016/j.snb.2017.04.096

  87. [87]

      Wang, L. F.; Qian, Y. J. Photochem. Photobiol., A 2019, 372, 122. doi: 10.1016/j.jphotochem.2018.12.013

  88. [88]

      Dai, Y. P.; Yao, K.; Fu, J. X.; Xue, K.; Yang, L.; Xu, K. X. Sens. Actuators, B 2017, 251, 877. doi: 10.1016/j.snb.2017.05.103

  89. [89]

      Obali, A. Y.; Yilmaz, M. S.; Ucan, H. I. J. Mol. Struct. 2017, 1145, 192. doi: 10.1016/j.molstruc.2017.05.047

  90. [90]

      Liu, H. Y.; Tan, Y.; Dai, Q. Z.; Liang, H. D.; Song, J.; Qu, J. L.; Wong, W. Y. Dyes Pigm. 2018, 158.

  91. [91]

      Luo, Z. L.; Yin, K.; Yu, Z.; Chen, M. X.; Li, Y.; Ren, J. Spectrochim. Acta, Part A 2016, 169, 38. doi: 10.1016/j.saa.2016.06.022

  92. [92]

      Li, B.; Tian, J. F.; Zhang, D.; Tian, F. L. Luminescence 2017, 32, 1567. doi: 10.1002/bio.3361

  93. [93]

      Marimuthu, P.; Ramu, A. Sens. Actuators, B 2018, 266, 384. doi: 10.1016/j.snb.2018.03.158

  94. [94]

      Murugan, A. S.; Vidhyalakshmi, N.; Ramesh, U.; Annaraj, J. Sens. Actuators, B 2018, 274, 22. doi: 10.1016/j.snb.2018.07.104

  95. [95]

      Adhikari, S.; Mandal, S.; Ghosh, A.; Guria, S.; Pal, A.; Adhikary, A.; Das, D. J. Photochem. Photobiol., A 2018, 360, 26. doi: 10.1016/j.jphotochem.2018.04.005

  96. [96]

      Han, J.; Tang, X.; Wang, Y.; Liu, R. J.; Wang, L.; Ni, L. Spectrochim. Acta, Part A 2018, 205, 597. doi: 10.1016/j.saa.2018.07.081

  97. [97]

      Manikandan, I.; Chang, C. H.; Chen, C. L.; Sathish, V.; Li, W. S.; Malathi, M. Spectrochim. Acta, Part A 2017, 182, 58. doi: 10.1016/j.saa.2017.03.055

  98. [98]

      Deng, Y.; Niu, W. P.; Wang, Z. J.; Feng, L. H. Sens. Actuators, B 2017, 238, 613. doi: 10.1016/j.snb.2016.07.130

  99. [99]

      Zhao, Q.; Liu, X. M.; Li, H. R.; Zhang, Y. H.; Bu, X. H. Dalton Trans. 2016, 45, 10836. doi: 10.1039/C6DT01161F

  100. [100]

       Cui, M. M.; Li, W. T.; Wang, L. Y.; Gong, L. S.; Tang, H.; Cao, D. R. J. Mater. Chem. C 2019, 7, 3779. doi: 10.1039/C8TC05360J

  101. [101]

       Weldekirstos, H. D.; Kuo, M. C.; Li, S. R.; Su, W. L.; Desta, M. A.; Wu, W. T.; Kuo, C. H.; Sun, S. S. Dyes Pigm. 2019, 163, 761. doi: 10.1016/j.dyepig.2018.12.042

  102. [102]

       Chen, H. Y.; Zhou, Z. L.; Lu, Q. J.; Wu, C. Y.; Liu, M. L.; Zhang, Y. Y.; Yao, S. Z. Anal. Chim. Acta 2019, 1051, 160. doi: 10.1016/j.aca.2018.11.027

  103. [103]

       More, Y. W.; Padghan, S. D.; Bhosale, R. S.; Pawar, R. P.; Puyad, A. L.; Bhosale, S. V.; Bhosale, S. V. Sensors 2018, 18, 3433. doi: 10.3390/s18103433

  104. [104]

       Mahanta, S. P.; Panda, P. K. J. Chem. Sci. 2017, 129, 647. doi: 10.1007/s12039-017-1272-8

  105. [105]

       Han, H.; Liu, Y. R.; Dong, C.; Han, X. E. J. Lumin. 2017, 183, 513. doi: 10.1016/j.jlumin.2016.11.065

  106. [106]

       Ishtiaq, M.; Munir, I.; Al-Rashida, M.; Maria.; Ayub, K.; Iqbal, J.; Ludwig, R.; Khan, K. M.; Ali, S. A.; Hameed, A. RSC Adv. 2016, 6, 64009. doi: 10.1039/C6RA14134J

  107. [107]

       Feng, L.; Shi, W.; Ma, J. C.; Chen, Y. B.; Kui, F.; Hui, Y. H.; Xie, Z. F. Sens. Actuators, B 2016, 237, 563. doi: 10.1016/j.snb.2016.06.129

  108. [108]

       Che, C. L.; Chen, X. Z.; Wang, H. M.; Li, J. Q.; Xiao, Y. M.; Fu, B.; Qin, Z. H. New J. Chem. 2018, 42, 12773. doi: 10.1039/C8NJ01614C

  109. [109]

       Shi, W.; Lei, Y. L.; Hui, Y. H.; Mi, H. Y.; Ma, F. D.; Tian, Y.; Xie, Z. F. New J. Chem. 2014, 38, 4730. doi: 10.1039/C4NJ00492B

  110. [110]

       Cui, W.; Wang, L. Y.; Xiang, G.; Zhou, L. X.; An, X. N.; Cao, D. R. Sens. Actuators, B 2015, 207, 281. doi: 10.1016/j.snb.2014.10.072

  111. [111]

       Zhu, L. M.; Yang, J.; Wang, Q. S.; Zeng, L. T. J. Lumin. 2014, 148, 161. doi: 10.1016/j.jlumin.2013.12.019

  112. [112]

       Zhang, H. L.; Wei, T. B.; Li, W. T.; Qu, W. J.; Leng, Y. L.; Zhang, J. H.; Lin, Q.; Zhang, Y. M.; Yao, H. Spectrochim. Acta, Part A 2017, 175, 117. doi: 10.1016/j.saa.2016.12.022

  113. [113]

       de Moliner, F.; King, A.; Dias, G. G.; de Lima, G. F.; de Simone, C. A.; da Silva, E. N.; Vendrell, M. Front. Chem. 2018, 6, 339. doi: 10.3389/fchem.2018.00339

  114. [114]

       Shi, B. B.; Zhang, Y. M.; Wei, T. B.; Lin, Q.; Yao, H.; Zhang, P.; You, X. M. Sens. Actuators, B 2014, 190, 555. doi: 10.1016/j.snb.2013.09.043

  115. [115]

       Li, W. T.; Wu, G. Y.; Qu, W. J.; Li, Q.; Lou, J. C.; Lin, Q.; Yao, H.; Zhang, Y. M.; Wei, T. B. Sens. Actuators, B 2017, 239, 671. doi: 10.1016/j.snb.2016.08.016

  116. [116]

       Gao, G. Y.; Qu, W. J.; Shi, B. B.; Lin, Q.; Yao, H.; Zhang, Y. M.; Chang, J.; Cai, Y.; Wei, T. B. Sens. Actuators, B 2015, 213, 501. doi: 10.1016/j.snb.2015.02.077

  117. [117]

       Aggarwal, K.; Khurana, J. M. J. Photochem. Photobiol., A 2015, 307, 23.

  118. [118]

       Aggarwal, K.; Khurana, J. M. J. Lumin. 2015, 167, 146. doi: 10.1016/j.jlumin.2015.06.027

  119. [119]

       Jiang, K.; Luo, S.-H.; Pang, C.-M.; Wang, B.-W.; Wu, H.-Q.; Wang Z.-Y. Dyes Pigm. 2019, 162, 367. doi: 10.1016/j.dyepig.2018.10.041

  120. [120]

       Jiang, K.; Chen, S.-H.; Luo, S.-H.; Pang, C.-M.; Wu, X.-Y.; Wang Z.-Y. Dyes Pigm. 2019, 167, 164. doi: 10.1016/j.dyepig.2019.04.023

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  图式 1  探针2的合成与作用机理

  Scheme 1  Synthesis of probe 2 and its interaction mechanism

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  图式 2  探针3的合成

  Scheme 2  Synthesis of probe 3

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  图式 3  探针6的合成与作用机理

  Scheme 3  Synthesis of probe 6 and its interaction mechanism

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  图式 4  探针8的合成

  Scheme 4  Synthesis of probe 8

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  图式 5  探针10的合成及其同分异构体11的结构

  Scheme 5  Synthesis of probe 10 and structure of isomer 11

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  图式 6  探针12的合成与作用机理

  Scheme 6  Synthesis of probe 12 and its interaction mechanism

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  图式 7  探针13的合成

  Scheme 7  Synthesis of probe 13

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  图式 8  探针14的合成

  Scheme 8  Synthesis of probe 14

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  图式 9  探针16的合成

  Scheme 9  Synthesis of probe 16

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  图式 10  探针20的合成

  Scheme 10  Synthesis of probe 20

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  图式 11  探针21的合成

  Scheme 11  Synthesis of probe 21

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  图式 12  探针22的合成

  Scheme 12  Synthesis of probe 22

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  图式 13  探针25的合成

  Scheme 13  Synthesis of probe 25

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  图式 14  探针26的合成

  Scheme 14  Synthesis of probe 26

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  图式 15  探针28的合成

  Scheme 15  Synthesis of probe 28

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  图式 16  探针29的合成与作用机理

  Scheme 16  Synthesis of probe 29 and its interaction mechanism

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  图式 17  探针30的合成与作用机理

  Scheme 17  Synthesis of probe 30 and its interaction mechanism

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  图式 18  探针42~44的合成

  Scheme 18  Synthesis of probes 42~44

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  图式 19  探针49的合成与作用机理

  Scheme 19  Synthesis of probes 49 and its interaction mechanism

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  图式 20  探针52的合成与作用机理

  Scheme 20  Synthesis of probe 52 and its interaction mechanism

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  图式 21  探针53的合成与作用机理

  Scheme 21  Synthesis of probes 53 and its interaction mechanism

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  图式 22  探针55的合成和作用机理

  Scheme 22  Synthesis of probe 55 and its interaction mechanism

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  图式 23  探针66的合成

  Scheme 23  Synthesis of probe 66

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  图式 24  探针67的合成

  Scheme 24  Synthesis of probes 67

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