1,3-二氨基丙烷（DAP）是由多胺氧化酶产生的两种生物多胺，亚精胺和精胺的氧化产物。发现这些多胺在基因表达，细胞死亡和细胞应激保护中发挥着不同的生物学作用。为了开发用于选择性检测DAP的荧光探针，作者最近研究了3,3′-二甲酰基-1,1′-双-2-萘酚（BINOL）1a及其烷基化衍生物1b对DAP的荧光响应。发现虽然化合物1a对CH2Cl2中的DAP几乎没有荧光反应，但当用DAP和 1b作用时，观察到大的荧光增强。也就是说，1a的两个羟基的烷基化将其转化为灵敏的以及用于DAP的选择性荧光探针。

在化合物1a中，它们的两个羟基都与醛基邻位，具有强的分子内氢键，激发态质子转移以淬灭其荧光。3-甲酰基-BINOL（2）是1a的单醛类似物。化合物2具有两个电子和光学上非常不同的具有两个不同羟基的萘酚环。因此，作者进行系统研究，以探索2的两个不同羟基的烷基化如何影响其对DAP的荧光响应。化合物3–5通过将乙基引入特定位点来合成。发现由于烷基的位置不同，这些化合物对DAP显示出显着不同的荧光响应。该研究提供了对基于BINOL醛的胺的荧光传感的更好理解。

作者通过用甲氧基甲基保护（S）-BINOL然后与nBuLi和DMF反应，然后去保护制得2。在DMF中60℃下用ETI和KHCO3处理2时，醛基邻位羟基发生选择性单烷基化得到3。该选择性归因于与醛相邻的更酸性的羟基，其可以更容易地去质子化以与EtI进行亲核反应。在85℃ K2CO3存在下进行2的二烷基化得4。

为了选择性地使2中醛基远端的羟基烷基化以制备化合物5，作者开发了如方案1中所示的合成顺序。

方案1 化合物5的合成。

化合物3和5可通过其1H NMR光谱区分。化合物5在δ= 10.45和10.19处具有两个单峰。添加D2O，在δ= 10.45处信号消失，该信号被指定为5的羟基质子。大的化学位移与羟基质子和相邻羰基之间的强分子内氢键相一致。没有这种强的分子内氢键相互作用，在δ= 5.13ppm处发现3的羟基质子信号。

作者将化合物2–5的荧光光谱在图1中进行比较。化合物2和5都显示出非常弱的荧光，归因于氢键键合的羟基和醛基之间的激发态质子转移过程，其猝灭了萘酚的荧光。化合物3和4没有这样的氢键合相互作用所以有更强的荧光。

图1化合物2–5的荧光光谱。

作者研究了这些化合物对各种胺和二胺的荧光响应。如图2，仲胺6，叔胺7，伯胺9–11，和二胺12–15用于与化合物2–5相互作用。

图2 胺与化合物2–5相互作用。

发现在EtOH溶液中，化合物3和4的荧光可以通过DAP（13）而不是通过其他胺大大增强。如图3所示，在DAP 10eq时，3的荧光强度在λ= 365nm处增加至11倍，且4的在λ= 361nm至9倍。然而，当在相同条件下用胺处理化合物2和5时，观察到分别在λ= 360和362nm处的荧光强度的更小变化，如图4所示。

图3在胺6–15存在下,3和4的（a、c）荧光光谱和（b、d）荧光强度比I365/I0。

图4在胺的存在下6–15存在下，5和2的荧光强度比I360/I0.

作者研究了化合物3和4对DAP的荧光响应与反应时间的关系。发现存在3eq DAP时，DAP对化合物3和4的荧光增强在2小时后达到平稳期。然后研究DAP浓度对3和4荧光响应的影响。如图5a，b显示当DAP浓度从0增加到2×10-5m时，λ= 365 nm处3的荧光增强很大，当DAP浓度进一步增加时，它变得更小。在DAP存在下4的荧光增强有类似的趋势。

图5 （a、c）在DAP存在下3，4的荧光光谱，和（b、d）荧光强度I365对DAP浓度的图。

虽然化合物2–5在结构上非常相似，但对于DAP它们的荧光响应显着不同。虽然化合物3和4在DAP存在下有很大的荧光增强，但化合物2和5显示出小得多的变化。为了理解这种差异，作者对它们与DAP的反应进行了1H NMR和质谱研究。

化合物后2，3，4和5与3eq DAP混合得到图6中的1H NMR光谱。如图，这些化合物的醛信号全部消失，表明完全转化。2的醛基与DAP缩合形成亚胺产物16和17。在3或4与DAP反应的产物混合物中， 3和4(如方案2)分别形成18和19。5与DAP反应也形成亚胺产物20和21，但3和4与DAP反应的亚胺产物不如2和5的亚胺产物稳定。

图6  2，3，4和5与DAP反应产物的1 H NMR光谱。

方案2化合物2–5与DAP的反应。

作者发现虽然化合物2和5在其UV/Vis吸收中仅显示非常小的变化，但在λ= 253nm处，3和4的均显着降低。即从2和5形成亚胺不会显着改变芳族体系的共轭，但3和4的缩醛胺的形成极大地破坏了芳族缀合。

在1H NMR，质谱和UV/Vis光谱对化合物的反应中分析2，3，4和5与DAP作用，作者对所观察到的2和5的荧光响应与3和4的荧光响应之间的大差异提出以下解释：如方案所示2，这两种化合物2和5可以与DAP反应形成亚胺产品16，17，20和21，这些亚胺产物的稳定性可归因于相邻羟基和亚胺氮之间的分子内氢键。这些分子内氢键相互作用，可以通过激发态质子转移来猝灭这些化合物的荧光。此外，已知的亚胺化合物还会经历C=N键的激发态异构化，从而导致荧光减弱。相反，化合物3和4没有相邻的羟基通过分子内氢键来稳定它们的亚胺中间体。同时，这些亚胺中间体经过分子内环化形成环胺产物18和19。

虽然化合物3和4没有荧光猝灭激发态，但分子内质子转移过程的荧光比2和5强得多，所有这些化合物中的醛基都有利于PET过程，从低萘酚环的HOMO到含有醛基的分子的LUMO。这种PET过程会减少3和4的荧光。当这两种化合物与DAP反应生成缩醛胺产物18和19时，不含强电子醛基团的萘酚环的体积增大，不会发生PET过程，即观察到大的荧光增强。其他胺和二胺6–12，14和15与3和4不能形成这样的缩醛胺产品，所以不能产生荧光增强。因此，化合物3和4对DAP的识别具有高选择性。

作者制备了一类选择性O-烷基化3-甲酰基-BINOL衍生物并研究了它们对各种胺的荧光响应。该研究表明，羟基与醛的烷基化反应可以使非荧光反应的分子对具有较大荧光增强的生物活性DAP的识别具有很高的选择性。本研究对二胺识别中传感器与底物的相互作用提供了更好的认识，对这类荧光传感器的进一步发展具有一定的指导意义。

文章引用：DOI:10.1002/ejoc.201800715