[發明專利]一種含咔唑基團的間苯二甲酸熒光化學傳感器、制備及其應用

有效

• 申請號: 201410610704.0
• 申請日: 2014-11-03
• 公開（公告）號: CN104447504B
• 公開（公告）日: 2016-10-26
• 發明（設計）人: 邱文革;郭崇偉;陳云;何洪
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C07D209/86
• 分類號: C07D209/86;C09K11/06;G01N21/64
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

技術領域

本發明涉及一種含咔唑基團的間苯二甲酸熒光化學傳感器、制備及其應用，屬于有機化學和分析化學領域。

背景技術

在工農業生產中使用的重金屬(如：Cu、Pb、Cr、Hg等)常以陽離子鹽的形式進入自然界中。這些重金屬離子通過大氣擴散或食物鏈轉移等方式會在生物體內富集，從而對人體和環境造成危害。因此，如何有效地檢測重金屬離子對于生物化學、環境科學以及醫學等領域都具有重要意義。目前常見的重金屬離子測定方法主要有：絡合滴定法、分光光度法、液相色譜法、原子吸收光譜法、原子發射光譜法及質譜法等。然而這些方法均存在不同程度的缺點，如：樣品預處理過程繁瑣、檢測不夠迅速、測試費用昂貴等。

熒光化學傳感器是以熒光信號為輸出信息且針對特異性識別目標分子的探測器。它具有操作簡單、靈敏度高、響應速度快、檢測成本低等優點，近年來在重金屬離子檢測中得到廣泛應用(Formica?M.,et?al.Coordin.Chem.Rev.,2012,256,170-192)。熒光化學傳感器通常由以下三部分組成：(1)識別基團，它能借助配位作用、分子間作用力等選擇性地與分析物相結合，并引起傳感器所處化學環境發生變化；(2)發光基團，它是將識別信息轉換成熒光信號的報告器；(3)連接基團，它負責連接識別基團和發光基團。常用的發光基團有熒光素(Chang?C.J.,et?al.Inorg.Chem.,2004,43,6774-6779；He?Q.,et?al.J.Am.Chem.Soc.,2006,128,9316-9317)、羅丹明(Xiang?Y.,et?al.Org.Lett.2006,8(8),1549-1552；CN103674920；CN?103849377；CN?103913441)、香豆素(Chen?C.T.,et?al.J.Am.Chem.Soc.,2002,124,6246-6247)、萘酰亞胺(Jisha?V.S.,et?al.J.Org.Chem.,2009,74,6667-6673；Parkesh?R.,et?al.Org.Biomol.Chem.,2007,5,310-317)、卟啉(林偉琦.化學傳感器,2010,30,57-62)、蒽(Oliveira?E.,et?al.Inorg.Chim.Acta,2007,360,2734-2743；US2004/0110304?A1)及氟硼二吡咯化合物(Zeng?L.,et?al.J.Am.Chem.Soc.,2006,128,10-11；CN?103013493)等。識別基團有冠醚、杯芳烴、鏈狀或環狀多胺、多羧酸等(Ramon?M.M.et?al.Chem.Rev.,2003,103,4419-4476)。可用于選擇性地檢測Pb²⁺、Cu²⁺、Hg²⁺、Fe³⁺及Zn²⁺等。

咔唑具有特殊的剛性稠環結構，擁有較大的共軛體系以及較強的分子內電子轉移能力，而且原料易得、價格便宜。因此，咔唑衍生物在光電材料、染料、醫藥、超分子識別等領域得到廣泛應用。由于咔唑衍生物的熒光量子產率較高，在熒光化學傳感器中常被用做熒光基團(Zhang?X.,et?al.J.Org.Chem.,2010,75,2578-2588；Chang?C.C.,et?al.Anal.Chem.,2004,76,4490-4494；Mahapatra?A.K.,et?al.Tetra.Lett.,2011,52,2965-2968；赫奕等.東北師大學報(自然科學版),2011,43(3),88-92)。間苯二甲酸衍生物能與多種金屬離子發生配位，并形成有序的配位聚合物(He?Y.B.,Chem.Soc.Rev.,2014,43,5618-5656)。基于此本發明設計合成了一種以咔唑為發光基團，間苯二甲酸為識別基團的新型熒光化學傳感器。雖然早在2008年，Cuthbertson等人合成了5-[3-(9-咔唑基)丙氧基]-1,3-苯二甲酸二甲酯(WO?2008/021745?A2)，它是一種丙型肝炎治療藥物的中間體。但類似結構的熒光化學傳感器迄今尚未見文獻報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種含咔唑基團的間苯二甲酸熒光化學傳感器、制備方法及其在金屬離子檢測中的應用。

一種含咔唑基團的間苯二甲酸熒光化學傳感器，結構式為：