本發(fā)明涉及一種示蹤劑，具體涉及一種地下水文汞離子檢測安全示蹤劑及其制備方法。屬于汞離子檢測
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：汞是一種具有嚴(yán)重生理毒性的化學(xué)物質(zhì)，其具有持久性、易遷移性和高度的生物富集性，是目前全球最引人關(guān)注的環(huán)境污染物之一。汞在電子工業(yè)、采礦業(yè)、農(nóng)藥和機(jī)械等很多領(lǐng)域有著極其廣泛的應(yīng)用，大都轉(zhuǎn)化為汞離子后被排放至自然界，并進(jìn)入地下水，故如何有效檢測地下水文中汞離子含量具有非常重要的意義。為了觀察、研究和測量某物質(zhì)在指定過程中的行為或性質(zhì)，人們常常加入微量而且對體系不產(chǎn)生顯著影響的物質(zhì)，即示蹤劑。在地下水文汞離子檢測過程中使用示蹤劑自然是一種經(jīng)濟(jì)可靠的方法，同時，如何避免示蹤劑對環(huán)境造成二次污染顯得尤為重要。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種地下水文汞離子檢測安全示蹤劑。本發(fā)明還提供了上述一種地下水文汞離子檢測安全示蹤劑的制備方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：一種地下水文汞離子檢測安全示蹤劑，其主要成分是化合物A和化合物B，兩者以羥丙基-β-環(huán)糊精包合，其中，化合物A、化合物B和羥丙基-β-環(huán)糊精的摩爾比為1：1：12～15，化合物A的結(jié)構(gòu)式如下：化合物B的結(jié)構(gòu)式如下：優(yōu)選的，化合物A是按照下述方法制備得到的：(A1)在圓底燒瓶中加入1份羅丹明B，以40份乙醇溶解，再加入15份80w.t.％水合肼，加熱回流反應(yīng)至羅丹明B紫紅色消失，過濾，所得固體以水洗滌，得白色羅丹明B酰肼；(A2)在圓底燒瓶中，加入1份羅丹明B酰肼化合物，以50份CH3CN溶解，再加入3份對硝基異硫氰酸苯酯，混合物加熱回流反應(yīng)6小時后，除去CH3CN，柱色譜分離，得目標(biāo)產(chǎn)物。優(yōu)選的，化合物B是按照下述方法制備得到的：(B1)混合5-(二乙氨基)-2-亞硝基苯酚鹽酸鹽水溶液、碳酸氫鈉水溶液，室溫下攪拌2～5小時；并調(diào)節(jié)上述的混合體系pH為7.0～8.0；過濾后，制得中間產(chǎn)物5-(二乙氨基)-2-亞硝基苯酚，其中，5-(二乙氨基)-2-亞硝基苯酚鹽酸鹽與碳酸氫鈉的摩爾比為1：1～2；(B2)以5-(二乙氨基)-2-亞硝基苯酚、苯甲酰甲酸乙酯為反應(yīng)物，在氫氣氛圍中，鈀碳催化劑存在的條件下，以無水乙醇為溶液，攪拌反應(yīng)體系至溶液為無色后，轉(zhuǎn)入油浴加熱回流1.5～2.5小時，得到中間產(chǎn)物7-(二乙胺基)-3-苯基-2H-苯并[b][1,4]噁嗪-2-酮，其中，鈀碳催化劑為10％鈀碳，5-(二乙氨基)-2-亞硝基苯酚、10％鈀碳、苯甲酰甲酸乙酯的摩爾比是1：0.1：1～2；(B3)以7-(二乙胺基)-3-苯基-2H-苯并[b][1,4]噁嗪-2-酮為反應(yīng)物，在勞森試劑的作用下，將其中的羰基轉(zhuǎn)化為硫羰基，即得；其中7-(二乙胺基)-3-苯基-2H-苯并[b][1,4]噁嗪-2-酮、勞森試劑的摩爾比為1：0.8～1。上述的一種地下水文汞離子檢測安全示蹤劑的制備方法，包括步驟：(1)將羥丙基-β-環(huán)糊精溶于5～8倍重量的去離子水中，得水溶液，備用；(2)將化合物A和化合物B加入乙醇中，攪拌混合均勻，得乙醇溶液；(3)將步驟(2)所得乙醇溶液倒入步驟(1)所得水溶液中，30～40℃攪拌1～2小時，冷卻至-5～-10℃，靜置，析出晶體，過濾，干燥，即得。本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的示蹤劑是將化合物A和化合物B經(jīng)羥丙基-β-環(huán)糊精包合，由于使用了羥丙基-β-環(huán)糊精包合，不會對環(huán)境造成任何污染。化合物A和化合物B可能形成了下述結(jié)構(gòu)；兩個化合物之間通過類似氫鍵的作用力結(jié)合起來，然后被羥丙基-β-環(huán)糊精整個包合在其內(nèi)部，通過這種結(jié)構(gòu)可以使得化合物A和化合物B共同作用，其示蹤效果與單獨(dú)使用化合物A或化合物B相比有明顯優(yōu)勢。經(jīng)測試，示蹤劑投用量小，用量為0.01mg/10mL，即每10毫升汞離子溶液中投放0.01mg示蹤劑，在汞離子濃度為1×10-8M即可顯色，有較高的靈敏度；并且，隨著汞離子濃度的增大有非常明顯的顏色變化，從1×10-8M到1×10-4M依次經(jīng)歷了粉紅色、磚紅色、橙色、紫紅色和深紫色的顏色變化，顏色層次感強(qiáng)，顏色變化更為顯著，目視即可了解水中汞離子的粗略濃度情況。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的闡述，應(yīng)該說明的是，下述說明僅是為了解釋本發(fā)明，并不對其內(nèi)容進(jìn)行限定。參考實(shí)施例1：化合物A是按照下述方法制備得到的：(A1)在圓底燒瓶中加入1份羅丹明B，以40份乙醇溶解，再加入15份80w.t.％水合肼，加熱回流反應(yīng)至羅丹明B紫紅色消失，過濾，所得固體以水洗滌，得白色羅丹明B酰肼；(A2)在圓底燒瓶中，加入1份羅丹明B酰肼化合物，以50份CH3CN溶解，再加入3份對硝基異硫氰酸苯酯，混合物加熱回流反應(yīng)6小時后，除去CH3CN，柱色譜分離，得目標(biāo)產(chǎn)物，產(chǎn)率89％，ESIMS，C35H36N6O4S，m/z：636.8(M+)?；衔顰的結(jié)構(gòu)式如下：參考實(shí)施例2：化合物B是按照下述方法制備得到的：(B1)混合5-(二乙氨基)-2-亞硝基苯酚鹽酸鹽水溶液、碳酸氫鈉水溶液，室溫下攪拌2小時；并調(diào)節(jié)上述的混合體系pH為7.0；過濾后，制得中間產(chǎn)物5-(二乙氨基)-2-亞硝基苯酚，其中，5-(二乙氨基)-2-亞硝基苯酚鹽酸鹽與碳酸氫鈉的摩爾比為1：1；(B2)以5-(二乙氨基)-2-亞硝基苯酚、苯甲酰甲酸乙酯為反應(yīng)物，在氫氣氛圍中，鈀碳催化劑存在的條件下，以無水乙醇為溶液，攪拌反應(yīng)體系至溶液為無色后，轉(zhuǎn)入油浴加熱回流1.5小時，得到中間產(chǎn)物7-(二乙胺基)-3-苯基-2H-苯并[b][1,4]噁嗪-2-酮，其中，鈀碳催化劑為10％鈀碳，5-(二乙氨基)-2-亞硝基苯酚、10％鈀碳、苯甲酰甲酸乙酯的摩爾比是1：0.1：1；(B3)以7-(二乙胺基)-3-苯基-2H-苯并[b][1,4]噁嗪-2-酮為反應(yīng)物，在勞森試劑的作用下，將其中的羰基轉(zhuǎn)化為硫羰基，即得，產(chǎn)率82％，ESIMSm/z：C18H19N2OS+，[M+H]+：311.1228)；其中7-(二乙胺基)-3-苯基-2H-苯并[b][1,4]噁嗪-2-酮、勞森試劑的摩爾比為1：0.8?；衔顱的結(jié)構(gòu)式如下：參考實(shí)施例3：化合物B是按照下述方法制備得到的：(B1)混合5-(二乙氨基)-2-亞硝基苯酚鹽酸鹽水溶液、碳酸氫鈉水溶液，室溫下攪拌5小時；并調(diào)節(jié)上述的混合體系pH為8.0；過濾后，制得中間產(chǎn)物5-(二乙氨基)-2-亞硝基苯酚，其中，5-(二乙氨基)-2-亞硝基苯酚鹽酸鹽與碳酸氫鈉的摩爾比為1：2；(B2)以5-(二乙氨基)-2-亞硝基苯酚、苯甲酰甲酸乙酯為反應(yīng)物，在氫氣氛圍中，鈀碳催化劑存在的條件下，以無水乙醇為溶液，攪拌反應(yīng)體系至溶液為無色后，轉(zhuǎn)入油浴加熱回流2.5小時，得到中間產(chǎn)物7-(二乙胺基)-3-苯基-2H-苯并[b][1,4]噁嗪-2-酮，其中，鈀碳催化劑為10％鈀碳，5-(二乙氨基)-2-亞硝基苯酚、10％鈀碳、苯甲酰甲酸乙酯的摩爾比是1：0.1：2；(B3)以7-(二乙胺基)-3-苯基-2H-苯并[b][1,4]噁嗪-2-酮為反應(yīng)物，在勞森試劑的作用下，將其中的羰基轉(zhuǎn)化為硫羰基，即得，產(chǎn)率85％，ESIMSm/z：C18H19N2OS+，[M+H]+：311.1228)；其中7-(二乙胺基)-3-苯基-2H-苯并[b][1,4]噁嗪-2-酮、勞森試劑的摩爾比為1：1。化合物B的結(jié)構(gòu)式如下：實(shí)施例1：一種地下水文汞離子檢測安全示蹤劑，其主要成分是化合物A(參考實(shí)施例1制得)和化合物B(參考實(shí)施例2制得)，兩者以羥丙基-β-環(huán)糊精包合，其中，化合物A、化合物B和羥丙基-β-環(huán)糊精的摩爾比為1：1：12。上述的一種地下水文汞離子檢測安全示蹤劑的制備方法，包括步驟：(1)將羥丙基-β-環(huán)糊精溶于5倍重量的去離子水中，得水溶液，備用；(2)將化合物A和化合物B加入乙醇中，攪拌混合均勻，得乙醇溶液；(3)將步驟(2)所得乙醇溶液倒入步驟(1)所得水溶液中，30℃攪拌1小時，冷卻至-5℃，靜置，析出晶體，過濾，干燥，即得。實(shí)施例2：一種地下水文汞離子檢測安全示蹤劑，其主要成分是化合物A(參考實(shí)施例1制得)和化合物B(參考實(shí)施例3制得)，兩者以羥丙基-β-環(huán)糊精包合，其中，化合物A、化合物B和羥丙基-β-環(huán)糊精的摩爾比為1：1：15。上述的一種地下水文汞離子檢測安全示蹤劑的制備方法，包括步驟：(1)將羥丙基-β-環(huán)糊精溶于8倍重量的去離子水中，得水溶液，備用；(2)將化合物A和化合物B加入乙醇中，攪拌混合均勻，得乙醇溶液；(3)將步驟(2)所得乙醇溶液倒入步驟(1)所得水溶液中，40℃攪拌2小時，冷卻至-10℃，靜置，析出晶體，過濾，干燥，即得。實(shí)施例3：一種地下水文汞離子檢測安全示蹤劑，其主要成分是化合物A(參考實(shí)施例1制得)和化合物B(參考實(shí)施例2制得)，兩者以羥丙基-β-環(huán)糊精包合，其中，化合物A、化合物B和羥丙基-β-環(huán)糊精的摩爾比為1：1：13。上述的一種地下水文汞離子檢測安全示蹤劑的制備方法，包括步驟：(1)將羥丙基-β-環(huán)糊精溶于7倍重量的去離子水中，得水溶液，備用；(2)將化合物A和化合物B加入乙醇中，攪拌混合均勻，得乙醇溶液；(3)將步驟(2)所得乙醇溶液倒入步驟(1)所得水溶液中，35℃攪拌1.5小時，冷卻至-8℃，靜置，析出晶體，過濾，干燥，即得。對比例1：一種地下水文汞離子檢測示蹤劑，是化合物A。對比例2：一種地下水文汞離子檢測示蹤劑，是化合物B。對比例3：一種地下水文汞離子檢測示蹤劑，其主要成分是化合物A和化合物B，兩者的摩爾比為1：1。上述的一種地下水文汞離子檢測示蹤劑的制備方法，是將化合物A和化合物B直接混合即得。試驗(yàn)例配制汞離子溶液：1)稱取5.4mgHgCl2，溶于10mL水中，配成2mM的汞標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液。2)在樣品瓶中，加入適當(dāng)體積的汞標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液，并用水稀釋至2.0mL，使汞離子的最終濃度分別為：(a)0M；(b)1×10-8M；(c)1×10-7M；(d)1×10-6M；(e)1×10-5M；(f)1×10-4M。示蹤效果驗(yàn)證：將實(shí)施例1～3以及對比例1～3的示蹤劑分別倒入不同濃度的汞離子溶液中(示蹤劑的用量為0.01mg/10mL，即每毫升汞離子溶液中投放0.01mg示蹤劑)，觀察顏色變化，結(jié)果見表1。表1.示蹤效果驗(yàn)證0M1×10-8M1×10-7M1×10-6M1×10-5M1×10-4M實(shí)施例1無色透明粉紅色磚紅色橙色紫紅色深紫色實(shí)施例2無色透明粉紅色磚紅色橙色紫紅色深紫色實(shí)施例3無色透明粉紅色磚紅色橙色紫紅色深紫色對比例1無色透明無色透明無色透明紫紅色紫紅色紫紅色對比例2無色透明無色透明無色透明黃色黃色黃色對比例3無色透明無色透明無色透明粉紅色粉紅色粉紅色由表1可知，實(shí)施例1～3的示蹤劑在汞離子濃度為1×10-8M即可顯色，而對比例1～3的示蹤劑一直到汞離子濃度為1×10-6M才開始顯色，故本發(fā)明的示蹤劑有較高的靈敏度；實(shí)施例1～3的示蹤劑隨著汞離子濃度的增大有非常明顯的顏色變化，從1×10-8M到1×10-4M依次經(jīng)歷了粉紅色、磚紅色、橙色、紫紅色和深紫色的顏色變化，顏色層次感強(qiáng)，目視即可了解水中汞離子的粗略濃度情況，而對比例1～3幾乎沒有顏色變化，檢測人員無法從顏色上判斷水中汞離子的濃度情況。通過表1的結(jié)果可以認(rèn)定化合物A和化合物B經(jīng)羥丙基-β-環(huán)糊精包合后，對汞離子檢測具有更高的靈敏度，顏色變化也更為顯著。上述雖然對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3