[發明專利]鎘離子傳感器和功能性發泡聚氨酯

有效

• 申請號: 201410628376.7
• 申請日: 2014-11-10
• 公開（公告）號: CN104311548B
• 公開（公告）日: 2016-11-16
• 發明（設計）人: 程新建;余運;吳斌;井豐喜;張春琪;夏智峰;王順;張愛清
• 申請（專利權）人: 蘇州太湖電工新材料股份有限公司
• 主分類號: C07D417/12
• 分類號: C07D417/12;C08G18/38;C08G18/48;G01N21/64;B01J20/26;C02F1/28;C08G101/00
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 孫仿衛;汪青

技術領域

本發明涉及一種鎘離子傳感器及具有檢測和吸附鎘離子功能的發泡聚氨酯及其制備方法。

背景技術

重金屬在環境和健康領域有著顯著的生物毒性，它們以各種價態形式遷移和富集，但卻無法降解，而是通過食物鏈進入人體，在人體內與蛋白質和酶等發生各種相互作用，使它們失去活性，從而造成各種可能的病變，也可能在人體內積累到一定程度而造成慢性中毒。故發明一種高選擇性、高靈敏度并且可以同時分離富集環境中鎘離子的功能性傳感器尤為重要。

現有技術中，大部分傳感器的設計僅限于檢測重金屬離子；也有一些傳感器的設計將可以檢測重金屬的有機小分子接到大分子上，可以達到識別檢測重金屬離子的目的，然而，已見諸報道的重金屬檢測分離大分子多為水溶性高分子，不利于重金屬離子的分離。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種萘酰亞胺-噻唑乙酸基化合物，其對鎘離子具有非常高的選擇性，是理想的鎘離子傳感器。

本發明同時提供萘酰亞胺-噻唑乙酸基化合物用于檢測鎘離子特別是二價鎘離子的用途和萘酰亞胺-噻唑乙酸基化合物的制備方法。

本發明還進一步提供具有檢測和吸附鎘離子功能的功能性發泡聚氨酯，該功能性發泡聚氨酯對鎘離子的檢測靈敏度高，檢出限低，并且可以充分吸附鎘離子和具有高的吸附容量，從而該功能性發泡聚氨酯還可以用于富集分離鎘離子。

為解決以上技術問題，本發明采取的一種技術方案是：

式I所示的鎘離子傳感器：

上述式I化合物具有如下特點：

1、對于1mg/L的式I化合物的溶液，在加入的二價鎘離子的濃度達到1×10^-7mol/L時，肉眼可觀察到溶液的顏色即從黃色變至綠色，反應速度快，因此，其可用于溶液中二價鎘離子的快速直觀檢測。

2、對于1mg/L的上述式I化合物的溶液，在加入的二價鎘離子的濃度達到1×10^-9mol/L時，仍能檢測到熒光強度的增加。

3、該化合物具有羥基基團，可通過該羧基基團將其接枝到大分子聚合物上，形成功能性聚合物，例如可吸附鎘離子的發泡聚氨酯。

4、該化合物可通過簡單的工藝制備，成本低。

為此，本發明還特別涉及式I所示鎘離子傳感器用于檢測鎘離子特別是二價鎘離子(Cd²⁺)的用途。采用該化合物檢測鎘離子，具有靈敏度高、檢出限低的優勢。

本發明采取的又一技術方案是：一種上述的鎘離子傳感器的制備方法，該方法包括使式II所示化合物

與2-氨基-4-噻唑乙酸，在有機溶劑中、催化劑存在下以及溫度70～120℃下反應得到式I所示化合物。

進一步地，式II所示化合物與2-氨基-4-噻唑乙酸的投料摩爾比為1:2.0～2.5。

進一步地，催化劑可以為選自三(二亞芐基丙酮)二鈀、醋酸鈀、叔丁醇鈉、二苯基膦中的一種或兩種以上的混合物。

進一步地，所述的有機溶劑可以為選自四氫呋喃、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺及乙二醇甲醚中的一種。

根據本發明，反應時間一般為24～48小時，反應結束后，通過柱色譜分離得到式I所示化合物。

上述的式II化合物可商購獲得或者按照已知的方法制備得到。

本發明采取的又一技術方案是：具有檢測和吸附鎘離子功能的功能性發泡聚氨酯，其由上述的鎘離子傳感器化學連接到發泡聚氨酯上形成。

根據本發明，所述發泡聚氨酯為本領域已知的各種發泡聚氨酯，沒有特別限制。優選地，發泡聚氨酯為軟性發泡聚氨酯。

優選地，鎘離子傳感器在功能性發泡聚氨酯中的質量含量為1wt％～5wt％。

具體地，功能性發泡聚氨酯可通過如下方法制得：將異氰酸酯、聚醚多元醇、所述鎘離子傳感器混合，常溫攪拌，然后逐步滴加催化劑和發泡劑，常溫反應5～10分鐘，反應結束后，所得產物依次經熱化、陳化，即得。

上述的異氰酸酯、聚醚多元醇、催化劑和發泡劑均是發泡聚氨酯合成領域常用的那些，沒有特別限制。

本發明還采取的技術方案是：一種上述的具有檢測和吸附鎘離子功能的功能性發泡聚氨酯的制備方法，其包括如下步驟：將異氰酸酯、聚醚多元醇、式I化合物混合，常溫攪拌，然后逐步滴加催化劑和發泡劑，常溫反應5～10分鐘，反應結束后，所得產物依次經熱化、陳化，即得。

根據本發明，上述的異氰酸酯、聚醚多元醇、催化劑和發泡劑均是發泡聚氨酯合成領域常用的那些，沒有特別限制。