[發明專利]一種檢測氰根離子的分子探針及其合成和應用方法

有效

• 申請號: 201410032259.4
• 申請日: 2014-01-24
• 公開（公告）號: CN103772280A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 劉又年;李娟;郝遠強;陳萬松;王立強;臧啟光
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C07D221/14
• 分類號: C07D221/14;G01N21/79;G01N33/52
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 袁靖

技術領域

本發明屬于化學分析檢測技術領域，具體涉及一種裸眼及比色法檢測氰根離子的分子探針及其制備和在檢測氰根離子方面的應用。

背景技術

氰化物是一種劇毒物質，受到人類的關注已有一百多年的歷史，至今仍然受到高度重視。氰化物對人的飲入半數致死量(LD50)為1.0mg/kg，世界衛生組織規定的飲用水中氰化物的最高含量為1.9μmol·L^-1。氰化物能嚴重影響人體的許多生理器官與功能，如血管，視覺，中樞神經，心臟，內分泌，代謝系統等。最熟知的是氰根離子能與血紅素蛋白中的鐵離子結合，從而導致其能抑制動物體的呼吸作用。但盡管氰化物有劇毒，但另一方面它在廣泛應用于石化、冶金、電鍍工業及鋼鐵煉造等領域。氰化物的廣泛應用也就導致了其不可避免地在環境中排放物和污染。所以開發高靈敏、高選擇檢測氰化物的方法對環境保護是非常必要的。

目前傳統的檢測氰根離子的方法有滴定法（Suzuki?T.,Hiolki?A.,Kurahashi?M.Anal.Chim.Acta2003,476,159.）、伏安法（Safavi?A.,Maleki?N.,Shahbaazi?H.R.Anal.Chim.Acta2004,503,213.）、電位分析法（Shan?D.,Mousty?C.,Cosnier?S.Anal.Chem.2004,76,178.）以及離子色譜法（Christison?T.T.,Rohrer,J.S.J.Chromatogr.,A2007,1155,31.）等。但是這些方法都需要復雜的耗時處理，并設計到復雜儀器的使用。光學分子探針在檢測氰根離子時具有樣品處理簡潔、成本低廉及操作簡便快速等優點，近年來得到了發展與利用（郭媛.香豆素類衍生物及其制備方法和在檢測氰根離子中的應用:中國,CN201210510755.7[P].2013-04-17.）。

氰根離子的具有較強的親核反應特性，而水楊醛由于分子內氫鍵的存在，其醛基中碳原子被激活并能選擇性地與氰根離子親核加成。另一方面萘酰亞胺偶氮苯染料具有較高的吸光系數，呈現出較深色澤，且具有很好的熱穩定性和色牢度。因此，我們設計了一種以選用水楊醛作為氰根離子的識別基團，萘酰亞胺偶氮苯作為發光基團的比色法分子探針。

發明內容

對于上述情況，本發明的目的是提供一種新的易于制備、性能穩定的比色法分子探針，并提供該探針的合成方法，還在此基礎開發出對氰根離子進行高選擇性和高靈敏度的檢測方法。

一種檢測氰根離子的分子探針，結構通式如下：

其中R₁選自具有1至18個碳原子的烷基鏈中的任一種，優選1-6個碳原子的任一種；R₂、R₃、R₄各自獨立選自H或1至4個碳原子的烷基鏈中的任一種，R₂、R₃、R₄各自獨立優選自H或1至2個碳原子的烷基鏈中的任一種。進一步優選為：

一種檢測氰根離子的分子探針的合成方法，具體如下：

將4-氨基-1,8-萘酰亞胺骨架與亞硝酸鹽和無機強酸在有機酸溶劑中冰浴反應，生成中間產物萘酰亞胺偶氮鹽，然后加入水楊醛或其衍生物的溶液，用有機弱堿調節溶液pH，反應后將得到的沉淀洗滌后分離純化得到探針分子化合物。

4-氨基-1,8-萘酰亞胺骨架中的酰亞胺N取代基選自1至18個碳原子的烷基鏈中的任一種，優選1-6個碳原子的任一種。

水楊醛的衍生物為：

其中：R₂、R₃、R₄各自獨立選自H或1至4個碳原子的烷基鏈中的任一種；R₂、R₃、R₄各自獨立優選自H或1至2個碳原子的烷基鏈中的任一種。

亞硝酸鹽選自亞硝酸鈉、亞硝酸鉀或其它亞硝酸堿金屬鹽。

無機強酸選自濃硫酸、濃鹽酸或濃氫溴酸。

有機酸溶劑選自乙酸、甲酸或常溫下為液體的烷基羧酸。

溶解水楊醛或其衍生物的有機溶劑選自甲醇、乙醇或四氫呋喃。

調節pH的有機弱堿選自飽和醋酸鈉或飽和醋酸鉀。

上述方法中濃硫酸質量濃度不低于98%。濃鹽酸質量濃度不低于37%。濃氫溴酸質量濃度不低于48%。

上述方法中冰浴反應時間3-5h。