本發(fā)明涉及2-(萘氨基硫代甲酰基)肼甲酸芐酯化合物、合成方法及應(yīng)用以及檢測(cè)汞離子和銀離子濃度的方法。

背景技術(shù)：

汞是常溫下唯一一種液態(tài)金屬，被廣泛應(yīng)用于測(cè)量?jī)x器(如溫度計(jì))、催化劑、電子產(chǎn)品、化妝品等領(lǐng)域中。汞在自然界中主要以二價(jià)化合物和陽離子的形式存在。由于汞離子在生物體內(nèi)難以降解，容易通過食物鏈在生物體內(nèi)不斷積累。體內(nèi)聚集的汞離子可對(duì)人體造成嚴(yán)重的危害，會(huì)攻擊人體的神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)等，還能穿過孕婦的胎盤而攻擊胎兒，使胎兒患上先天性大腦損傷。

銀離子由于具有獨(dú)特的抗菌性能，因此被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域，如納米銀敷料等。由于涉及銀的藥物及其他產(chǎn)品的開發(fā)越來越多，因此日常生活中我們接觸銀顆粒的機(jī)會(huì)也有所增加，銀顆?？梢酝ㄟ^不同途徑進(jìn)入人體。進(jìn)入人體的銀顆粒雖然大部分能排除體外，但也有部分會(huì)沉積于人體各器官。過度暴露于銀中可能會(huì)導(dǎo)致銀中毒而引起藍(lán)色皮膚變色疾病。研究表明，沉積于人體的少量銀也能對(duì)人體細(xì)胞產(chǎn)生毒副作用，如降低肝細(xì)胞中的超氧化物歧化酶和過氧化酶的細(xì)胞活性，并且還能減少還原型谷胱甘肽的濃度。

因此，研發(fā)能識(shí)別汞離子和銀離子的熒光探針具有非常重要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯化合物及合成方法、應(yīng)用、以及檢測(cè)汞離子和銀離子濃度的方法。

本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯化合物，其結(jié)構(gòu)式如下所示：

本發(fā)明還提供了上述2-(萘氨基硫代甲酰基)肼甲酸芐酯化合物的合成方法，包括如下步驟：

(1)1-萘異硫氰酸酯溶于乙腈，加入肼基甲酸芐酯，再加入2～4滴三乙胺；

(2)混合攪拌回流反應(yīng)5～7h，得到淡黃綠色溶液；

(3)蒸干溶劑后，得到黃綠色的油狀液體；

(4)加入二氯甲烷，析出大量白色固體；

(5)濁液進(jìn)行抽濾，并用二氯甲烷反復(fù)洗滌沉淀，制得到2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯化合物。

本發(fā)明還提供了采用上述化合物檢測(cè)汞離子和銀離子濃度的方法，包括如下步驟：

1)制作汞離子標(biāo)準(zhǔn)曲線：將標(biāo)準(zhǔn)濃度的汞離子溶液加入到權(quán)利要求1所述的2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯化合物制成的溶液中，配制汞離子濃度成梯度變化的溶液，記錄汞離子濃度與溶液的熒光變化量，制作汞離子濃度對(duì)熒光變化量的標(biāo)準(zhǔn)曲線；

2)檢測(cè)記錄：將含有汞離子的待測(cè)溶液加入到2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯化合物制成的溶液中，記錄含有汞離子的該溶液的熒光變化量；

3)計(jì)算：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算待測(cè)溶液中汞離子的濃度；

4)制作銀離子標(biāo)準(zhǔn)曲線：將標(biāo)準(zhǔn)濃度的銀離子溶液加入到權(quán)利要求1所述的2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯化合物制成的溶液中，配制銀離子濃度成梯度變化的溶液，記錄銀離子濃度與溶液的熒光變化量，制作銀離子濃度對(duì)熒光變化量的標(biāo)準(zhǔn)曲線；

5)檢測(cè)記錄：將含有銀離子的待測(cè)溶液加入到2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯化合物制成的溶液中，記錄含有銀離子的該溶液的熒光變化量；

6)計(jì)算：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算待測(cè)溶液中銀離子的濃度。

檢測(cè)汞離子和銀離子濃度方法的步驟1)中，在激發(fā)波長(zhǎng)為283nm，測(cè)定2-(萘氨基硫代甲酰基)肼甲酸芐酯溶液在發(fā)射波長(zhǎng)為373nm處的熒光強(qiáng)度與汞離子濃度的定量關(guān)系；

檢測(cè)汞離子和銀離子濃度方法的步驟4)中，在激發(fā)波長(zhǎng)為283nm，測(cè)定2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯溶液在發(fā)射波長(zhǎng)為357nm處的熒光強(qiáng)度與銀離子濃度的定量關(guān)系；

優(yōu)選的，所述步驟2)的具體為：將含有汞離子的待測(cè)溶液加入到已知濃度的2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯化合物溶液中，待測(cè)溶液的加入量為使得2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯化合物溶液的熒光達(dá)到最大值，記錄該熒光變化量。

優(yōu)選的，所述步驟5)的具體為：將含有銀離子的待測(cè)溶液加入到已知濃度的2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯化合物溶液中，待測(cè)溶液的加入量為使得2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯化合物溶液的熒光達(dá)到最大值，記錄該熒光變化量。

本發(fā)明還提供了2-(萘氨基硫代甲酰基)肼甲酸芐酯化合物在制備汞離子和銀離子熒光探針中的應(yīng)用。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明的2-(萘氨基硫代甲酰基)肼甲酸芐酯化合物可以特異性檢測(cè)汞離子和銀離子，制成探針，同時(shí)檢測(cè)多種金屬離子，且測(cè)試靈敏度較高，有一定的指導(dǎo)意義。本發(fā)明的2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯化合物可以很容易地配制成1:1的甲醇水溶液，并能方便檢測(cè)汞離子和銀離子濃度，而且靈敏性較高，操作也很方便。用2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯化合物進(jìn)行檢測(cè)汞離子時(shí)，在373nm處產(chǎn)生一個(gè)新的熒光發(fā)射峰，且熒光強(qiáng)度明顯增強(qiáng)，表現(xiàn)出檢測(cè)汞離子的特異性。用2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯化合物進(jìn)行檢測(cè)銀離子時(shí)，在357nm處產(chǎn)生一個(gè)新的熒光發(fā)射峰，且熒光強(qiáng)度明顯增強(qiáng)，表現(xiàn)出檢測(cè)銀離子的特異性。

附圖說明

圖1是2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯在甲醇中的質(zhì)譜圖；

圖2是2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯在dmso-d6中的核磁共振圖；

圖3是1.0×10^-5mol/l的2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯溶液中加入不同物質(zhì)的量濃度的汞離子熒光光譜圖(激發(fā)波長(zhǎng)為283nm)；

圖4是1.0×10^-5mol/l的2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯溶液中加入不同物質(zhì)的量濃度的銀離子熒光光譜圖(激發(fā)波長(zhǎng)為283nm)；

圖5和圖6是1.0×10^-5mol/l的2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯溶液加入各種不同的常見離子的熒光變化圖(激發(fā)波長(zhǎng)為283nm)。

具體實(shí)施方式

2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯化合物，其結(jié)構(gòu)式如下所示：

其化學(xué)名稱為：2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯。

如上結(jié)構(gòu)式所示的化合物的合成方法，步驟如下：

稱取0.2800～0.2808g的1-萘異硫氰酸酯倒入圓底燒瓶中，加入4.0～6.0ml的乙腈將其溶解，再加入0.2570～0.2580g的肼基甲酸芐酯，再加入4.0～6.0ml乙腈，加入2～4滴三乙胺。70～80℃混合攪拌回流反應(yīng)5～7h，攪拌子轉(zhuǎn)速為300～400r/min。得到淡黃綠色溶液，蒸干溶劑后，得到黃綠色的油狀液體。往液體中加入2.0～4.0ml二氯甲烷，即產(chǎn)生大量白色固體。對(duì)濁液進(jìn)行抽濾，并用二氯甲烷反復(fù)洗滌沉淀，得到白色固體，該白色固體即為產(chǎn)物。

一種檢測(cè)汞離子和銀離子濃度的方法，步驟為：

1)制作汞離子標(biāo)準(zhǔn)曲線：將濃度為5mmol/l的汞離子溶液加入到濃度為1.0×10^-5mol/l的2-(萘氨基硫代甲酰基)肼甲酸芐酯溶液中，配制汞離子濃度成梯度變化的2-(萘氨基硫代甲酰基)肼甲酸芐酯溶液，記錄汞離子濃度與2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯溶液的熒光變化量，制作汞離子濃度對(duì)熒光變化量的標(biāo)準(zhǔn)曲線；

2)檢測(cè)記錄：再將含有汞離子的待測(cè)溶液加入到2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯溶液中(2-(萘氨基硫代甲酰基)肼甲酸芐酯濃度與步驟1)中的2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯溶液相同)，記錄該溶液的熒光變化量；

3)計(jì)算：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算待測(cè)溶液中汞離子的濃度。

4)制作銀離子標(biāo)準(zhǔn)曲線：將濃度為5mmol/l的銀離子溶液加入到濃度為1.0×10^-5mol/l的2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯溶液中，配制銀離子濃度成梯度變化的2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯溶液，記錄銀離子濃度與2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯溶液的熒光變化量，制作銀離子濃度對(duì)熒光變化量的標(biāo)準(zhǔn)曲線；

5)檢測(cè)記錄：再將含有銀離子的待測(cè)溶液加入到2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯溶液中(2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯濃度與步驟1)中的2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯溶液相同)，記錄該溶液的熒光變化量；

6)計(jì)算：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算待測(cè)溶液中銀離子的濃度。

優(yōu)選的，檢測(cè)汞離子和銀離子濃度方法的步驟1)中，在激發(fā)波長(zhǎng)為283nm，測(cè)定2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯溶液在發(fā)射波長(zhǎng)為373nm處的熒光強(qiáng)度與汞離子濃度的定量關(guān)系；

優(yōu)選的，檢測(cè)汞離子和銀離子濃度方法的步驟4)中，在激發(fā)波長(zhǎng)為283nm，測(cè)定2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯溶液在發(fā)射波長(zhǎng)為357nm處的熒光強(qiáng)度與銀離子濃度的定量關(guān)系；

步驟2)的具體為：將含有汞離子的待測(cè)溶液加入到已知濃度的2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯溶液中，待測(cè)溶液的加入量為以2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯溶液的熒光達(dá)到最大值，記錄該熒光變化量。

步驟5)的具體為：將含有銀離子的待測(cè)溶液加入到已知濃度的2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯溶液中，待測(cè)溶液的加入量為以2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯溶液的熒光達(dá)到最大值，記錄該熒光變化量。

2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯在制備熒光探針中的應(yīng)用；優(yōu)選的，2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯在制備汞離子和銀離子特異性熒光探針中的應(yīng)用。

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明：

實(shí)施例1：

2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯的合成

2-(萘氨基硫代甲酰基)肼甲酸芐酯的合成路線如下所示：

2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯結(jié)構(gòu)式如合成路線所示，其具體合成步驟如下：

稱取0.2804g的1-萘異硫氰酸酯倒入圓底燒瓶中，加入5.0ml的乙腈將其溶解，再加入0.2575g的肼基甲酸芐酯，再加入5.0ml乙腈，加入3滴三乙胺。75℃混合攪拌回流反應(yīng)6h，攪拌子轉(zhuǎn)速為350r/min。得到淡黃綠色溶液，蒸干溶劑后，得到黃綠色的油狀液體。往液體中加入3.0ml二氯甲烷，即產(chǎn)生大量白色固體。對(duì)濁液進(jìn)行抽濾，并用二氯甲烷反復(fù)洗滌沉淀，得到白色固體，該白色固體即為產(chǎn)物。

如圖1所示，產(chǎn)物的質(zhì)譜結(jié)果：esi-ms(m/z)：351.75，理論分子量為351.42。

如圖2所示，產(chǎn)物的¹hnmr譜(400mhz,dmso-d6)中化學(xué)位移(ppm)和對(duì)應(yīng)的質(zhì)子類型歸屬為：(400mhz,dmso-d6)δ11.49(s,2h),9.07(s,1h),8.71(d,j＝9.4hz,1h),8.45(d,j＝8.1hz,1h),8.33(dd,j＝14.5,5.8hz,3h),8.22(q,j＝9.0hz,2h),8.11(t,j＝7.6hz,1h),7.50–7.38(m,3h),7.36(t,j＝7.1hz,1h),5.24(s,2h)。

實(shí)施例2：

汞離子濃度的檢測(cè)方法：

配制濃度為1.0×10^-5mol/l的2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯溶液，將汞離子的濃溶液(濃度為5mmol/l)滴加進(jìn)去，配制汞離子濃度成梯度變化的2-(萘氨基硫代甲酰基)肼甲酸芐酯溶液，以283nm為激發(fā)波長(zhǎng)，測(cè)得它們的熒光光譜，熒光光譜圖如圖3所示。從圖3可以看到，隨著汞離子濃度的不斷增大，373nm處產(chǎn)生新的熒光發(fā)射峰，且熒光強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)。

特異性檢測(cè)：

按上述同樣的步驟檢測(cè)其他的離子，包括一些常見的金屬離子和陰離子，結(jié)果這些離子并沒有產(chǎn)生和汞離子同樣的現(xiàn)象，沒有產(chǎn)生新的熒光發(fā)射峰(銀離子除外)，對(duì)2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯的熒光發(fā)射性質(zhì)影響極小(圖5和圖6)。

由圖5和圖6可知，cd²⁺、cr²⁺、pb²⁺等重金屬離子和一些常見的陰離子對(duì)2-(萘氨基硫代甲酰基)肼甲酸芐酯的熒光發(fā)射性質(zhì)沒有顯著影響，用2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯進(jìn)行檢測(cè)汞離子時(shí)，熒光在373nm處產(chǎn)生新的發(fā)射峰，且熒光強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，表現(xiàn)出檢測(cè)汞離子的特異性。

汞離子濃度的檢測(cè):

1)制作汞離子標(biāo)準(zhǔn)曲線：將標(biāo)準(zhǔn)濃度(5mmol/l)的汞離子溶液加入到2-(萘氨基硫代甲酰基)肼甲酸芐酯溶液(濃度為1.0×10^-5mol/l)中，配制汞離子濃度成梯度變化的2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯溶液，記錄汞離子濃度與2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯溶液的熒光變化量，制作汞離子濃度對(duì)熒光變化量的標(biāo)準(zhǔn)曲線；

2)再將含有汞離子的待測(cè)溶液加入到2-(萘氨基硫代甲酰基)肼甲酸芐酯溶液(溶液中2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯的濃度與步驟1)中的2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯相同)中，記錄該溶液的熒光變化量；

3)根據(jù)汞離子標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算待測(cè)溶液中汞離子的濃度。

步驟1)中，在激發(fā)波長(zhǎng)為283nm，測(cè)定2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯溶液在發(fā)射波長(zhǎng)為373nm處的熒光強(qiáng)度與汞離子濃度的定量關(guān)系；

銀離子濃度的檢測(cè)方法：

配制濃度為1.0×10^-5mol/l的2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯溶液，將銀離子的濃溶液(濃度為5mmol/l)滴加進(jìn)去，配制銀離子濃度成梯度變化的2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯溶液，以283nm為激發(fā)波長(zhǎng)，測(cè)得它們的熒光光譜，熒光光譜圖如圖4所示。從圖4可以看到，隨著銀離子濃度的不斷增大，在357nm處產(chǎn)生一個(gè)新的熒光發(fā)射峰，且熒光強(qiáng)度明顯增強(qiáng)。

特異性檢測(cè)：

按上述同樣的步驟檢測(cè)其他的離子，包括一些常見的金屬離子和陰離子，結(jié)果這些離子并沒有產(chǎn)生和銀離子同樣的現(xiàn)象，沒有產(chǎn)生新的熒光發(fā)射峰(汞離子除外)，對(duì)2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯的熒光發(fā)射性質(zhì)影響極小(圖5和圖6)。

由圖5和圖6可知，cd²⁺、cr²⁺、pb²⁺等重金屬離子和一些常見的陰離子對(duì)2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯的熒光發(fā)射性質(zhì)沒有顯著影響，用2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯進(jìn)行檢測(cè)銀離子時(shí)，熒光在357nm處產(chǎn)生新的發(fā)射峰，且熒光強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，表現(xiàn)出檢測(cè)銀離子的特異性。

銀離子濃度的檢測(cè):

1)制作銀離子標(biāo)準(zhǔn)曲線：將標(biāo)準(zhǔn)濃度(5mmol/l)的銀離子溶液加入到2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯溶液(濃度為1.0×10^-5mol/l)中，配制銀離子濃度成梯度變化的2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯溶液，記錄銀離子濃度與2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯溶液的熒光變化量，制作銀離子濃度對(duì)熒光變化量的標(biāo)準(zhǔn)曲線；

2)再將含有銀離子的待測(cè)溶液加入到2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯溶液(溶液中2-(萘氨基硫代甲酰基)肼甲酸芐酯的濃度與步驟1)中的2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯相同)中，記錄該溶液的熒光變化量；

3)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算待測(cè)溶液中銀離子的濃度。

步驟1)中，在激發(fā)波長(zhǎng)為283nm，測(cè)定2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯溶液在發(fā)射波長(zhǎng)為357nm處的熒光強(qiáng)度與銀離子濃度的定量關(guān)系；

由圖3可見，用283nm波長(zhǎng)激發(fā)時(shí)，2-(萘氨基硫代甲酰基)肼甲酸芐酯的熒光發(fā)射波長(zhǎng)在373nm處，其對(duì)汞離子的響應(yīng)表現(xiàn)為熒光增強(qiáng)信號(hào)，由此可見，2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯熒光探針可用于汞離子的測(cè)定。

由圖4可見，用283nm波長(zhǎng)激發(fā)時(shí)，2-(萘氨基硫代甲酰基)肼甲酸芐酯的熒光發(fā)射波長(zhǎng)在357nm處，其對(duì)銀離子的響應(yīng)表現(xiàn)為熒光增強(qiáng)信號(hào)，由此可見，2-(萘氨基硫代甲酰基)肼甲酸芐酯熒光探針可用于銀離子的測(cè)定。

由以上各個(gè)圖可見，2-(萘氨基硫代甲?；?肼甲酸芐酯熒光探針能對(duì)汞離子和銀離子進(jìn)行響應(yīng)，隨著汞離子和銀離子濃度的變化，373nm和357nm處熒光強(qiáng)度的變化不同，可特異性檢測(cè)汞離子和銀離子。