[發明專利]一種高效單一選擇識別氟離子的希夫堿化合物及其合成和應用

在審

• 申請號: 201510636186.4
• 申請日: 2015-09-30
• 公開（公告）號: CN105175279A
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發明（設計）人: 魏太保;嚴國濤;張有明;林奇;姚虹
• 申請（專利權）人: 西北師范大學
• 主分類號: C07C251/24
• 分類號: C07C251/24;C07C249/02;C09K11/06;G01N21/64
• 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

本發明涉及一種希夫堿類化合物，尤其涉及一種能夠高效單一選擇識別氟離子的對稱雙邊希夫堿化合物及其合成方法；本發明同時還涉及該希夫堿類化合物在裸眼、熒光雙通識別氟離子中的具體應用，屬于化學合成領域和陰離子檢測技術領域。

背景技術

氟離子作為電負性最大的原子有著高的電荷密度，在環境、醫藥和化學過程中起著重要的作用。氟是人體生命活動中必需的微量元素，也是牙齒和骨骼的基本組成部分。適量的氟有利于鈣和磷的吸收可用于加速骨骼的形成，使牙齒更加堅固。但是氟過量對身體是有害的，引起氟斑牙、氟骨癥及及尿氟增高癥等疾病。因此，氟離子受體的合成和研究得到了很多關注。到目前為止，基于硫脲、吲哚和酰胺類化合物的氟離子化學傳感器已經廣泛報道。但是，這些受體大多合成復雜使得它們的應用前景受到一定限制。

希夫堿類化合物主要是指含有亞胺或甲亞胺特性基團（－RC=N－）的一類有機化合物，通常希夫堿是由胺和活性羰基縮合而成。在分析化學中，許多席夫堿用來檢測、鑒別金屬離子，并可借助色譜分析、熒光分析、光度分析等手段達到對某些離子的定量分析。但是席夫堿類化合物在檢測、鑒別陰離子的研究較少。

發明內容

本發明的目的是提供一種能夠高效選擇識別氟離子的希夫堿化合物；

本發明的另一目的是提供一種能夠高效選擇識別氟離子的希夫堿化合物的合成方法；

本發明更有一個目的，就是提供該希夫堿化合物在在裸眼、熒光雙通識別氟離子中的具體應用。

一、希夫堿化合物的結構

本發明希夫堿化合物的命名為對苯二胺類-2-羥基萘甲醛希夫堿，標記為TY。其結構式如下：

二、希夫堿化合物的合成

本發明希夫堿化合物的合成，是以乙醇為溶劑，冰醋酸作催化劑，對聯苯胺、2-羥基-1-萘甲醛為底物進行回流反應，反應結束后冷卻至室溫，抽濾，洗滌后用DMF/EtOH重結晶，得紅色針狀晶體，即為目標化合物；

對聯苯胺與2-羥基-1-萘甲醛的摩爾比為1:3~1:4；催化劑冰醋酸的摩爾量為反應底物摩爾總量的2.1~2.3%；回流反應溫度為83~85℃，回流反應時間為3.5~4h。

合成產物經紅外圖譜、核磁圖譜、紫外光譜、氫譜等手段得到驗證。

三、希夫堿化合物的陰離子識別實驗

1、希夫堿化合物TY對陰離子的紫外比色檢測

分別移取0.5mL化合物TY的DMSO溶液（2×10^-4mol·L^-1）于一系列10mL比色管中，再分別加入F^?，Cl^?，Br^?，I^?，AcO^?，H₂PO₄^?，HSO₄^?，ClO₄^?，CN^?，SCN^?的溶液（1×10^-2mol·L^-1）0.5mL，用DMSO稀釋至5mL。此時化合物濃度為2×10^-5mol·L^-1，陰離子濃度為受體濃度的50倍，混合均勻，觀察化合物對各陰離子的響應。

結果發現，當在化合物TY的DMSO溶液中分別加入上述陰離子的溶液時，只有F^?的加入使化合物溶液的顏色由黃色變為橘黃色。在其相應的紫外光譜中，只有F^?的加入使化合物溶液的吸收峰發生明顯的紅移，486nm處的吸光度明顯增強（見圖1），而其余陰離子的加入不能使化合物溶液的顏色及紫外光譜發生變化。由于在可見光范圍有紅移，因此化合物TY可以對F^?進行很好的裸眼識別。

進一步的實驗還表明，在其它陰離子共存的情況下，化合物TY不受干擾的高選擇性識別F^?。另外，化合物TY在室溫下對F^?表現出很快的識別響應（<30s），無需靜置等待，因而快速高效。

2、化合物TY的紫外滴定