[發明專利]基于萘酚的雙西弗堿及其合成和作為氟離子傳感器分子的應用

在審

• 申請號: 201410022371.X
• 申請日: 2014-01-17
• 公開（公告）號: CN103822916A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 林奇;孫斌;楊青平;張有明;魏太保
• 申請（專利權）人: 西北師范大學
• 主分類號: G01N21/78
• 分類號: G01N21/78;G01N21/64;G01N21/31
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心 62100
• 代理人: 張英荷

技術領域

本發明屬于陰離子檢測技術領域，涉及一種識別氟離子傳感器分子——基于萘酚的雙西弗堿；本發明同時還涉及該氟離子傳感器分子的合成方法及在識別、檢測水相中氟離子的具體應用。?

背景技術

氟是人體必需的微量元素之一，在人體骨骼、牙齒形成中具有重要作。適量的氟可以促進牙齒和骨骼的鈣化，尤其能使牙釉質形成堅硬細密的氟磷灰石表面保護層，起到抗酸腐蝕作用，從而預防齲齒的發生。因此，氟離子作為一種重要的要素在牙膏的制備和藥物等方面來預防齲齒等方面有很廣泛的應用。然而，成年人平均每天需撮入2～3mg氟，人體攝入的氟量不足，易發齲齒病，特別是嬰幼兒。但是，人體氟攝入量過多，會導致氟急性或慢性中毒，也會破壞人體的免疫系統和引起新陳代謝紊亂。因此，控制和檢測人體中氟離子的攝入量對人體的健康具有很重要的意義。人體中的氟離子主要來自于飲用水。國家標準規定自來水中氟含量限值為5×10^-5mol/L。

目前，對于氟離子的檢測含量的方法也有很多。而比色法或熒光法由于方便快捷等原因而倍受關注。近年來，對氟離子的熒光傳感器的研究有了很大的發展。但是，已經報道的大多數的氟離子傳感器分子的合成復雜，而且聚熒光猝滅響應，靈敏度低。所以，設計和合成一種高選擇性、高靈敏度的氟離子傳感器仍然是一個很大的挑戰。?

發明內容

本發明的目的是提供一種氟離子傳感器分子——基于萘酚的雙西弗堿；

本發明的另一目的是提供?一種合成該氟離子傳感器分子的方法；

本發明還有一個目的是提供該氟離子傳感器分子在檢測水溶液中氟離子的應用。

（一）氟離子傳感器分子——基于萘酚的雙西弗堿

本發明氟離子傳感器分子——基于萘酚的雙西弗堿的結構式如下：

。

所述氟離子傳感器分子——基于萘酚的雙西弗堿的制備方法，是以無水乙醇為溶劑，在冰乙酸催化下，以2-羥基-1-萘甲醛與1,4-丁二胺為底物，回流，冷卻，抽濾，得黃色固體；?用三氯甲烷-乙醇的混合溶液重結晶，得到目標產物（記為S₈）。

反應底物2-羥基-1-萘甲醛與1,4-丁二胺的摩爾比為1:0.5～1:1；回流溫度為80～90℃，回流時間為20～24h；催化劑冰醋酸的用量為底物總摩爾量的5～10%。

其反應式如下：

通過核磁共振、紅外圖譜、紫外光譜、熔點測定、元素分析和質譜等手段進行表征，表明氟離子傳感器分子——基于萘酚的雙西弗堿合成成功。

由于氟離子與能傳感器分子中的CH=N集團形成氫鍵，脫去傳感器分子中-OH集團上的質子，使得傳感器分子的顏色和熒光發生變化，進而達到對氟離子的選擇性熒光比色識別。

（二）傳感器分子對氟離子的熒光識別性能

下面通過具體實驗對本發明的傳感器分子——基于萘酚的雙西弗堿對氟離子的熒光識別性能進行分析說明。

1、傳感器分子對陰離子的響應

分別移取0.5?mL傳感器分子的二甲基亞砜溶液（濃度為2.0×10^-4mol/L）于一系列10mL的比色管中。傳感器分子的二甲基亞砜溶液顯淡黃色，且在波長366nm的紫外燈下幾乎無熒光。當向該傳感器分子的二甲基亞砜中加入相對于傳感器分子50倍量的F^-，Cl^-，Br^-，I^-，AcO^-，H₂PO₄^-，HSO₄^-，ClO₄^-，CN^-?和SCN^-等陰離子后，只有加入氟離子的溶液熒光立刻打開，顯較強的藍色熒光，熒光相對傳感器分子溶液有30倍的增強，溶液的顏色也立刻加深，變為深黃色。說明該傳感器分子能實現對氟離子的比色熒光雙通道的單一響應。

圖?1為傳感器分子對氟離子響應的熒光發射圖。由圖1可以看出，傳感器分子幾乎無熒光。加入F^-時，傳感器分子的熒光發生明顯的變化，在467nm處產生較強的藍色熒光，而且熒光相對傳感器有近30倍的增強。