一種檢測(cè)氰根離子的分子探針及其合成和應(yīng)用方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種檢測(cè)氰根離子的分子探針及其合成和應(yīng)用方法。本發(fā)明的探針由4-氨基-1,8-萘酰亞胺骨架經(jīng)過(guò)重氮化后與水楊醛或其衍生物縮合得到。此探針的生色團(tuán)為萘酰亞胺偶氮苯的結(jié)構(gòu)，對(duì)氰根離子的響應(yīng)基團(tuán)為水楊醛單元。單獨(dú)的探針在溶液中的吸收峰位置在407nm，呈現(xiàn)黃色。隨氰根離子的加入，波長(zhǎng)在407nm處的吸光度不斷減小，同時(shí)波長(zhǎng)在497nm處的吸光度不斷增大，溶液顏色由黃色變?yōu)榧t色。該探針?lè)肿訉?duì)氰根離子的選擇性和靈敏度高，響應(yīng)速度快，響應(yīng)范圍為2–45μmol·L-1，檢測(cè)限為0.4μmol·L-1。該探針可用于水體、土壤以及生物體內(nèi)氰根離子的檢測(cè)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種檢測(cè)氰根離子的分子探針及其合成和應(yīng)用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化學(xué)分析檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種裸眼及比色法檢測(cè)氰根離子的分子探針及其制備和在檢測(cè)氰根離子方面的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]氰化物是一種劇毒物質(zhì)，受到人類(lèi)的關(guān)注已有一百多年的歷史，至今仍然受到高度重視。氰化物對(duì)人的飲入半數(shù)致死量(LD50)為1.0mg/kg，世界衛(wèi)生組織規(guī)定的飲用水中氰化物的最高含量為1.9μπι01.L'氰化物能?chē)?yán)重影響人體的許多生理器官與功能，如血管，視覺(jué)，中樞神經(jīng)，心臟，內(nèi)分泌，代謝系統(tǒng)等。最熟知的是氰根離子能與血紅素蛋白中的鐵離子結(jié)合，從而導(dǎo)致其能抑制動(dòng)物體的呼吸作用。但盡管氰化物有劇毒，但另一方面它在廣泛應(yīng)用于石化、冶金、電鍍工業(yè)及鋼鐵煉造等領(lǐng)域。氰化物的廣泛應(yīng)用也就導(dǎo)致了其不可避免地在環(huán)境中排放物和污染。所以開(kāi)發(fā)高靈敏、高選擇檢測(cè)氰化物的方法對(duì)環(huán)境保護(hù)是非常必要的。
[0003]目前傳統(tǒng)的檢測(cè)氰根離子的方法有滴定法(Suzuki T.，Hiolki A.，KurahashiM.Anal.Chim.Acta2003, 476, 159.)> 伏安法(Safavi A., Maleki N., Shahbaazi
H.R.Anal.Chim.Acta2004, 503, 213.)> 電位分析法(Shan D., Mousty C., CosnierS.Anal.Chem.2004, 76, 178.)以及離子色譜法(Christison T.Τ., Rohrer, J.S.J.Chromatogr.，Α2007, 1155，31.)等。但是這些方法都需要復(fù)雜的耗時(shí)處理，并設(shè)計(jì)到復(fù)雜儀器的使用。光學(xué)分子探針在檢測(cè)氰根離子時(shí)具有樣品處理簡(jiǎn)潔、成本低廉及操作簡(jiǎn)便快速等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)得到了發(fā)展與利用(郭媛.香豆素類(lèi)衍生物及其制備方法和在檢測(cè)氰根離子中的應(yīng)用:中國(guó)，CN201210510755.7[Ρ].2013-04-17.)。
[0004]氰根離子的具有較強(qiáng)的親核反應(yīng)特性，而水楊醛由于分子內(nèi)氫鍵的存在，其醛基中碳原子被激活并能選擇性地與氰根離子親核加成。另一方面萘酰亞胺偶氮苯染料具有較高的吸光系數(shù)，呈現(xiàn)出較深色澤，且具有很好的熱穩(wěn)定性和色牢度。因此，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種以選用水楊醛作為氰根離子的識(shí)別基團(tuán)，萘酰亞胺偶氮苯作為發(fā)光基團(tuán)的比色法分子探針。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]對(duì)于上述情況，本發(fā)明的目的是提供一種新的易于制備、性能穩(wěn)定的比色法分子探針，并提供該探針的合成方法，還在此基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)出對(duì)氰根離子進(jìn)行高選擇性和高靈敏度的檢測(cè)方法。
[0006]一種檢測(cè)氰根離子的 分子探針，結(jié)構(gòu)通式如下:
[0007]
【權(quán)利要求】
1.一種檢測(cè)氰根離子的分子探針，其特征在于，結(jié)構(gòu)通式如下:

2.一種檢測(cè)氰根離子的分子探針的合成方法，其特征在于，具體如下: 將4-氨基-1，8-萘酰亞胺骨架與亞硝酸鹽和無(wú)機(jī)強(qiáng)酸在有機(jī)酸溶劑中冰浴反應(yīng)，生成中間產(chǎn)物萘酰亞胺偶氮鹽，然后加入水楊醛或其衍生物的溶液，用有機(jī)弱堿調(diào)節(jié)溶液PH，反應(yīng)后將得到的沉淀洗滌后分離純化得到探針?lè)肿踊衔铩?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的檢測(cè)氰根離子的分子探針的合成方法，其特征在于，具體如下: 4-氨基-1，8-萘酰亞胺骨架中的酰亞胺N取代基選自I至18個(gè)碳原子的烷基鏈中的任一種；水楊醛的衍生物為:
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的檢測(cè)氰根離子的分子探針的合成方法，其特征在于，反應(yīng)流程如下:
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的檢測(cè)氰根離子的分子探針的合成方法，其特征在于， 將N- 丁基-4-氨基-1，8-萘酰亞胺與亞硝酸鈉和濃硫酸在乙酸中冰浴反應(yīng)，生成中間產(chǎn)物萘酰亞胺偶氮鹽，然后加入水楊醛的甲醇溶液，用飽和醋酸鈉調(diào)節(jié)溶液PH，反應(yīng)后將得到的沉淀洗滌后分離純化得到探針?lè)肿踊衔铩?br> 6.一種檢測(cè)氰根離子的分子探針的應(yīng)用方法，其特征在于，利用該分子探針對(duì)氰根離子進(jìn)行定性和定量測(cè)定，所述的分子探針由權(quán)利要求2-5任一項(xiàng)所述的方法合成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的檢測(cè)氰根離子的分子探針的應(yīng)用方法，其特征在于，所述的探針?lè)肿佑糜谒w、土壤或生物體系中氰根離子的檢測(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的檢測(cè)氰根離子的分子探針的應(yīng)用方法，其特征在于，采用比色法檢測(cè)時(shí)，分子探針溶解于水與二甲基亞砜的混合溶液中，對(duì)氰根離子進(jìn)行測(cè)試。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的檢測(cè)氰根離子的分子探針的應(yīng)用方法，其特征在于，采用比色法檢測(cè)時(shí)，所述比色法分子探針的檢測(cè)使用濃度為2-45 μ mol.Ι^，檢測(cè)限為0.4 μ mo I.L10
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的檢測(cè)氰根離子的分子探針的應(yīng)用方法，其特征在于，通過(guò)將濾紙?jiān)诤肿犹结樀亩燃譧烷溶液中浸泡后干燥，制備得到CN-監(jiān)測(cè)試紙。
【文檔編號(hào)】C07D221/14GK103772280SQ201410032259
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月24日
【發(fā)明者】劉又年, 李娟 , 郝遠(yuǎn)強(qiáng), 陳萬(wàn)松, 王立強(qiáng), 臧啟光 申請(qǐng)人:中南大學(xué)