[發明專利]一種比色識別銅離子的方酸菁類化學傳感器及其制備方法

無效

• 申請號: 201210291433.8
• 申請日: 2012-08-16
• 公開（公告）號: CN102786459A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 李忠玉;李慶蛟;吳春暉;王陽
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C07D209/12
• 分類號: C07D209/12;G01N21/78
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明具體涉及一種比色識別銅離子的方酸菁類化學傳感器及其制備方法，屬于化學分析測試技術領域。

背景技術

近年來,生物體內和環境中金屬離子,尤其是過渡金屬離子的檢測和識別引起了人們的廣泛關注。而銅離子,作為人體生命活動過程中一種重要元素,其在水溶液中的定向檢測和識別更是受到了極大的關注。銅是維持生物體正常生命活動不可缺少的必需微量元素之一,它的含量雖然很少,但起著非常重要的作用。當機體內銅離子濃度超出或低于細胞所需的濃度范圍時就會擾亂生命系統的正常活動而使細胞中毒,從而引起嚴重的銅代謝障礙疾病,比如肝豆狀核變性疾病,阿耳茨海默氏早老性癡呆病，Menkes綜合癥等。環境中微量的銅離子污染,可以通過生物鏈作用而產生富集，當人飲用或食用受銅離子污染的水和食物,導致體內銅離子含量過高時,便會引發各種不治之癥。因此,就有必要對自然環境和生物體內的銅離子進行檢測。

設計與合成對銅離子具有選擇性識別功能的化學傳感器近年來備受關注，已經成為化學科學、環境科學和生命科學等領域的研究熱點。中國專利CN101446547A發明了一種銅離子熒光探針，是將聚乙烯亞胺配制成聚乙烯亞胺水溶液，再在聚四氟乙烯內襯的反應器中反應，蒸出溶劑后得到黃色粘稠液體，反應需加入過硫酸銨、過氧化氫、過乙酸、碘酸等物質作為氧化劑，反應條件要求復雜，反應溫度高，得到的粘稠液體不易存放和攜帶。中國專利CN101261228A發明的銅離子熒光探針的制備相對復雜，而且只有熒光增強，并無顏色變化，判別識別不明顯，不利于實際應用。

方酸菁是由方酸與富電子芳基化合物或胺類化合物縮合生成的1,3-二取代衍生物。該類化合物的顯著特征是在可見光至紅外光區有狹窄而強的吸收帶和較高的量子產率，這種光電特性主要來源于分子內強烈的供體-受體-供體（donor-acceptor-donor）間的電荷遷移作用。近年來，方酸菁類化合物以其優異的光學性能、良好的光穩定性備受青睞，成為功能性染料研究的熱點之一。此外，方酸菁化合物對介質較為敏感，在不同溶劑中，其光學性能差別很大，并且與某些化合物作用后其自身顏色能夠發生明顯變化，是構筑化學傳感器的理想材料。

本發明所涉及的一種比色識別銅離子的方酸菁類化學傳感器，合成方法簡單，反應條件容易控制，通過簡單的處理就能夠得到純的產物，此外作為銅離子識別的化學傳感器，方酸菁具有靈敏度高，選擇性好等優點。

發明內容

本發明的目的是提供一種選擇性好的方酸菁類銅離子比色識別化學傳感器，并提供一種合成方法簡單，生產成本低的該類化學傳感器的制備方法。

為實現本發明目的，技術方案如下：

一種用于比色識別銅離子的方酸菁類化學傳感器，其具有對稱結構的2,3,3-三甲基吲哚類方酸菁化合物，其結構式下式所示：

式中，R為H或-CH₂CH₂OH中的一種。

本發明中所合成的方酸菁類化合物主要有以下兩種：

化合物[1]

化合物[2]

上述一種用于比色識別銅離子的方酸菁類化學傳感器的制備方法，化學反應式如下：

上述一種用于比色識別銅離子的方酸菁類化學傳感器的制備方法，按照以下步驟進行：

（1）縮合反應：將2,3,3-三甲基吲哚環化合物與方酸按照摩爾比2：1混合加入三口燒瓶，加入體積比為1:1的甲苯與正丁醇混合溶劑，加熱攪拌回流2-24小時，反應中生成的水用分水器分出；

（2）停止加熱，冷卻至室溫，減壓蒸發去除部分溶劑，過濾后得到綠色固體；

（3）用乙酸乙酯反復洗滌得到的綠色固體，然后60℃下烘干，用乙醇溶劑進行重結晶，得到純凈的綠色晶體。

本發明所述的用于方酸菁類銅離子比色識別化學傳感器可廣泛用于檢測植物、人體細胞、和環境污水中的銅離子含量。

本發明所得比色識別銅離子的方酸菁化學傳感器的優點及效果如下：

（1）本發明的方酸菁化合物合成方法簡單，反應條件容易控制，通過簡單的處理就能夠得到純的產物，得到的方酸菁化合物具有優良的光學性能和光穩定性；

（2）本發明的方酸菁化合物在對銅離子識別過程中，除了吸收光譜有變化之外，顏色也發生了變化，特征明顯，有利于對銅離子進行檢測。

（3）本發明的方酸菁化合物為固體粉末，便于使用儲存，并且合成成本低，具有良好的推廣前景。

附圖說明