一種檸檬酸酯類熒光化合物及其在汞離子檢測的應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種檸檬酸酯類熒光化合物，以二環(huán)己基碳二亞胺作催化劑，不僅可以活化羧基，起到活化作用，還可以作為縛水劑，吸收酯化反應(yīng)過程中產(chǎn)生的水，使得反應(yīng)向生成酯的方向進(jìn)行；通過簡單的制備方法、較低的溫度和較短的時間就可以得到熒光強(qiáng)度較高的黃綠色的檸檬酸酯類熒光化合物，熒光量子產(chǎn)率可達(dá)5.0%。本發(fā)明還提供了該檬酸酯類熒光化合物在水體系汞離子檢測的應(yīng)用，可以靈敏的識別水體系中的汞離子，對環(huán)境監(jiān)測具有重要的意義。
【專利說明】
一種檸檬酸酯類熒光化合物及其在汞離子檢測的應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于材料化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種檸檬酸酯類熒光化合物及其在汞離子檢測的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]熒光有機(jī)分子的激發(fā)光譜、發(fā)射光譜和熒光強(qiáng)度都與它們的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。通常熒光有機(jī)分子的典型結(jié)構(gòu)特征包括:(I)具有共軛結(jié)構(gòu)體系，增加分子內(nèi)共軛體系長度可提高熒光效率并使熒光紅移；(2)具有剛性平面結(jié)構(gòu)，增加分子共平面性和剛性的因素往往而使熒光增強(qiáng)；(3)最低的單線電子激發(fā)態(tài)SI為31-31*型；(4)取代基為給電子基團(tuán)。目前絕大多數(shù)有機(jī)熒光分子的研究集中在具有共軛結(jié)構(gòu)的有機(jī)分子方向一一即含有典型熒光基團(tuán)的有機(jī)化合物，相關(guān)熒光機(jī)理研究也較為充分。除了這一類含共軛體系的有機(jī)分子，發(fā)明人在實驗過程中發(fā)現(xiàn):酯可以作為連接共軛雜環(huán)及生色的官能團(tuán)。但目前還未見到生成的酯類物質(zhì)具有熒光性質(zhì)的任何報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種檸檬酸酯類熒光化合物。
[0004]本發(fā)明的還提供了該檸檬酸酯類熒光化合物在水體系汞離子檢測的應(yīng)用。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種檸檬酸酯類熒光化合物，是由以下步驟制備得到的:
1)氮氣保護(hù)條件下將無水檸檬酸加至圓底燒瓶中，逐滴滴加有機(jī)溶劑并磁力攪拌，待無水檸檬酸溶解完全后加入二環(huán)己基碳二亞胺，二環(huán)己基碳二亞胺溶解完全后在25-40 °C條件下反應(yīng)30-90min，得初產(chǎn)物；
2)初產(chǎn)物過濾去除白色沉淀，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)溶液去除有機(jī)溶劑，得橙色黏流狀混合物；
3)向橙色黏流狀混合物中加入丙酮，超聲處理15-30min，過濾去除白色沉淀，所得橙色溶液20-30°C條件下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除丙酮；
4)重復(fù)步驟3)數(shù)次，至加入丙酮后沒有沉淀生成，20-30°C條件下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除丙酮，即可制得檸檬酸酯類熒光化合物。
[0006]所述有機(jī)溶劑為甲醇、乙醇、正丙醇和正丁醇中的一種。
[0007]所述無水檸檬酸與有機(jī)試劑的摩爾比為I: 10-20。
[0008]所述無水檸檬酸與二環(huán)己基碳二亞胺摩爾比為1:0.15-1。
[0009]所述丙酮與有機(jī)溶劑的體積比為I: I。
[0010]所述檸檬酸酯類熒光化合物在水體系汞離子檢測中的應(yīng)用。
[0011]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明提供了一種由檸檬酸和醇類有機(jī)溶劑制備的檸檬酸酯類熒光化合物，以二環(huán)己基碳二亞胺作催化劑，不僅可以活化羧基，起到活化作用，還可以作為縛水劑，吸收酯化反應(yīng)過程中產(chǎn)生的水，使得反應(yīng)向生成酯的方向進(jìn)行;通過簡單的制備方法、較低的溫度和較短的時間就可以得到熒光強(qiáng)度較高的黃綠色的檸檬酸酯類熒光化合物，熒光量子產(chǎn)率可達(dá)5.0%。
[0012]本發(fā)明還提供了該檬酸酯類熒光化合物在水體系汞離子檢測的應(yīng)用，目前環(huán)境水樣中汞離子的測定主要采用等離子體發(fā)射光譜法和質(zhì)譜法。但是這些方法操作復(fù)雜費時，本發(fā)明制備的檸檬酸酯類熒光化合物可以靈敏的識別水體系中的汞離子，對環(huán)境監(jiān)測具有重要的意義。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明實施例1制備的檸檬酸酯類熒光化合物的可見光吸收光譜，在420nm下的熒光激發(fā)光譜及在496nm熒光發(fā)射光譜；
圖2為本發(fā)明實施例1制備的檸檬酸酯類熒光化合物在不同激發(fā)波長下的發(fā)射光譜； 由圖可知激發(fā)波長為420nm，發(fā)射波長為496nm時，此時的發(fā)射波長最大；
圖3為本發(fā)明實施例1制備的檸檬酸酯類熒光化合物的離子檢測結(jié)果；
由圖可知對汞離子的識別作用明顯；
圖4為本發(fā)明實施例1制備的檸檬酸酯類熒光化合物的產(chǎn)物表征圖；
左圖在紫外燈365nm照射下，右圖在日光燈照射下。
【具體實施方式】
[0014]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和實施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但不限于此。
[0015]實施例中所用的原料均為市售。
[0016]實施例1
一種檸檬酸酯類熒光化合物，是由以下步驟制備得到的:
1)氮氣保護(hù)條件下將無水檸檬酸加至圓底燒瓶中，逐滴滴加甲醇并磁力攪拌，待無水檸檬酸溶解完全后加入二環(huán)己基碳二亞胺，二環(huán)己基碳二亞胺溶解完全后在40°c條件下反應(yīng)30min，得初產(chǎn)物；
2)初產(chǎn)物過濾去除白色沉淀，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)溶液去除甲醇，得橙色黏流狀混合物；
3)向橙色黏流狀混合物中加入丙酮，超聲處理30min，過濾去除白色沉淀，所得橙色溶液20°C條件下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除丙酮；
4)重復(fù)步驟3)數(shù)次，至加入丙酮后沒有沉淀生成，20°C條件下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除丙酮，即可制得檸檬酸酯類熒光化合物。
[0017]所述無水檸檬酸與有機(jī)試劑的摩爾比為1:10。
[0018]所述無水檸檬酸與二環(huán)己基碳二亞胺的摩爾比為I: I。
[0019]所述丙酮與甲醇的體積比為1:1。
[0020]所述檸檬酸酯類熒光化合物在水體系汞離子檢測中的應(yīng)用。
[0021]對本發(fā)明制備的檸檬酸酯類熒光化合物進(jìn)行熒光測試:圖1為本發(fā)明實施例1制備的檸檬酸酯類熒光化合物的可見光吸收光譜，在420nm下的熒光激發(fā)光譜及在496nm熒光發(fā)射光譜；圖2為本發(fā)明實施例1制備的檸檬酸酯類熒光化合物在不同激發(fā)波長下的發(fā)射光譜；由圖可知激發(fā)波長為420nm，發(fā)射波長為496nm時，此時的發(fā)射波長最大；以硫酸奎寧為參比物得到的檸檬酸酯類熒光化合物的熒光量子產(chǎn)率為5.0%;圖3為本發(fā)明實施例1制備的檸檬酸酯類熒光化合物的離子檢測結(jié)果；由圖可知對汞離子的識別作用明顯；圖4為本發(fā)明實施例1制備的檸檬酸酯類熒光化合物的產(chǎn)物表征圖；左圖在紫外燈365nm照射下，右圖在日光燈照射下。
[0022]實施例2
一種檸檬酸酯類熒光化合物，是由以下步驟制備得到的:
1)氮氣保護(hù)條件下將無水檸檬酸加至圓底燒瓶中，逐滴滴加乙醇并磁力攪拌，待無水檸檬酸溶解完全后加入二環(huán)己基碳二亞胺，二環(huán)己基碳二亞胺溶解完全后在35°C條件下反應(yīng)50min，得初產(chǎn)物；
2)初產(chǎn)物過濾去除白色沉淀，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)溶液去除乙醇，得橙色黏流狀混合物；
3)向橙色黏流狀混合物中加入丙酮，超聲處理25min，過濾去除白色沉淀，所得橙色溶液25°C條件下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除丙酮；
4)重復(fù)步驟3)數(shù)次，至加入丙酮后沒有沉淀生成，25°C條件下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除丙酮，即可制得檸檬酸酯類熒光化合物。
[0023]所述無水檸檬酸與有機(jī)試劑的摩爾比為I: 14。
[0024]所述無水檸檬酸與二環(huán)己基碳二亞胺的摩爾比為1:0.7。
[0025]所述丙酮與乙醇的體積比為1:1。
[0026]所述檸檬酸酯類熒光化合物在水體系汞離子檢測中的應(yīng)用。
[0027]以硫酸奎寧為參比物，本實施例制備的得到的檸檬酸酯類熒光化合物的熒光量子產(chǎn)率為4.3%。
[0028]實施例3
一種檸檬酸酯類熒光化合物，是由以下步驟制備得到的:
1)氮氣保護(hù)條件下將無水檸檬酸加至圓底燒瓶中，逐滴滴加正丙醇并磁力攪拌，待無水檸檬酸溶解完全后加入二環(huán)己基碳二亞胺，二環(huán)己基碳二亞胺溶解完全后在30°C條件下反應(yīng)70min，得初產(chǎn)物；
2)初產(chǎn)物過濾去除白色沉淀，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)溶液去除正丙醇，得橙色黏流狀混合物；
3)向橙色黏流狀混合物中加入丙酮，超聲處理20min，過濾去除白色沉淀，所得橙色溶液25°C條件下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除丙酮；
4)重復(fù)步驟3)數(shù)次，至加入丙酮后沒有沉淀生成，25°C條件下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除丙酮，即可制得檸檬酸酯類熒光化合物。
[0029]所述無水檸檬酸與有機(jī)試劑的摩爾比為1:18。
[0030]所述無水檸檬酸與二環(huán)己基碳二亞胺的摩爾比為1:0.4。
[0031 ]所述丙酮與正丙醇的體積比為I: I。
[0032]所述檸檬酸酯類熒光化合物在水體系汞離子檢測中的應(yīng)用。
[0033]以硫酸奎寧為參比物，本實施例制備的得到的檸檬酸酯類熒光化合物的熒光量子產(chǎn)率為3.9%。
[0034]實施例4
一種檸檬酸酯類熒光化合物，是由以下步驟制備得到的:
I)氮氣保護(hù)條件下將無水檸檬酸加至圓底燒瓶中，逐滴滴加正丁醇并磁力攪拌，待無水檸檬酸溶解完全后加入二環(huán)己基碳二亞胺，二環(huán)己基碳二亞胺溶解完全后在25°C條件下反應(yīng)90min，得初產(chǎn)物；
2)初產(chǎn)物過濾去除白色沉淀，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)溶液去除正丁醇，得橙色黏流狀混合物；
3)向橙色黏流狀混合物中加入丙酮，超聲處理15min，過濾去除白色沉淀，所得橙色溶液30°C條件下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除丙酮；
4)重復(fù)步驟3)數(shù)次，至加入丙酮后沒有沉淀生成，30°C條件下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除丙酮，即可制得檸檬酸酯類熒光化合物。
[0035]所述有機(jī)溶劑為甲醇、乙醇、正丙醇和正丁醇中的一種。
[0036]所述無水檸檬酸與有機(jī)試劑的摩爾比為1:20。
[0037]所述無水檸檬酸與二環(huán)己基碳二亞胺的摩爾比為1:0.15。
[0038]所述丙酮與正丁醇的體積比為I: I。
[0039]所述檸檬酸酯類熒光化合物在水體系汞離子檢測中的應(yīng)用。
[0040]以硫酸奎寧為參比物，本實施例制備的得到的檸檬酸酯類熒光化合物的熒光量子產(chǎn)率為3.5%。
[0041]顯然，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于所述技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種檸檬酸酯類熒光化合物，其特征在于，是由以下步驟制備得到的: 1)氮氣保護(hù)條件下將無水檸檬酸加至圓底燒瓶中，逐滴滴加有機(jī)溶劑并磁力攪拌，待無水檸檬酸溶解完全后加入二環(huán)己基碳二亞胺，二環(huán)己基碳二亞胺溶解完全后在25-40 °C條件下反應(yīng)30-90min，得初產(chǎn)物； 2)初產(chǎn)物過濾去除白色沉淀，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)溶液去除有機(jī)溶劑，得橙色黏流狀混合物； 3)向橙色黏流狀混合物中加入丙酮，超聲處理15-30min，過濾去除白色沉淀，所得橙色溶液20-30°C條件下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除丙酮； 4)重復(fù)步驟3)數(shù)次，至加入丙酮后沒有沉淀生成，20-30°C條件下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除丙酮，即可制得檸檬酸酯類熒光化合物。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檸檬酸酯類熒光化合物，其特征在于，所述有機(jī)溶劑為甲醇、乙醇、正丙醇和正丁醇中的一種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檸檬酸酯類熒光化合物，其特征在于，所述無水檸檬酸與有機(jī)試劑的摩爾比為1:10-20。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檸檬酸酯類熒光化合物，其特征在于，所述無水檸檬酸與二環(huán)己基碳二亞胺摩爾比為1:0.15-1。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檸檬酸酯類熒光化合物，其特征在于，所述丙酮與有機(jī)溶劑的體積比為1:1。6.—種權(quán)利要求1-5中任一項所述的檸檬酸酯類熒光化合物在汞離子檢測的應(yīng)用，其特征在于，所述檸檬酸酯類熒光化合物在水體系汞離子檢測中的應(yīng)用。
【文檔編號】C09K11/06GK105968003SQ201610397020
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月7日
【發(fā)明人】黨兆盈, 關(guān)瑞芳
【申請人】濟(jì)南大學(xué)