[發明專利]柱5芳烴/2-羥基-3-萘甲酸配合物及其制備和在檢測鐵離子氟離子中的應用

在審

• 申請號: 201610199027.7
• 申請日: 2016-04-01
• 公開（公告）號: CN105753662A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 林奇;鄭峰;程曉斌;張有明;魏太保
• 申請（專利權）人: 西北師范大學
• 主分類號: C07C41/18
• 分類號: C07C41/18;C07C43/205;C07C65/11;C07C51/347;C09K11/06;G01N21/64
• 代理公司: 蘭州智和專利代理事務所(普通合伙) 62201
• 代理人: 張英荷

本發明提供了一種柱5芳烴/2?羥基?3?萘甲酸配合物，是以共聚柱5芳烴為主體，2?羥基?3?萘甲酸為客體，以C?H???π和靜電引力為驅動力，在堿性環境下將帶有負電荷的部分2?羥基?3?萘甲酸包結到柱芳烴的空腔中，從而完成主客體的組裝過程，形成比較穩定的柱5芳烴/2?羥基?3?萘甲酸配合物。在該配合物的堿性水溶液中加入鐵離子之后使得主客體熒光猝滅；繼續加入氟離子后，氟離子與鐵離子形成了配合物，導致鐵離子從共聚柱5芳烴的空腔中分離，從而導致配合物分子熒光重新打開。因此，可通過柱5芳烴2?羥基?3?萘甲酸配合物來測定Fe3+，又可以通過溶液的熒光猝滅連續識別F?。

技術領域

本發明涉及一種柱5芳烴/2-羥基-3-萘甲酸配合物；本發明同時還涉及該配合物在連續檢測鐵離子和氟離子中的應用，屬于離子檢測技術領域。

背景技術

鐵元素是構成人體的必不可少的元素之一，缺鐵會影響到人體的健康和發育，最大的影響即是缺鐵性貧血。然而，鐵一旦被人體吸收，除了部分隨失血丟失外，很少有其他排泄途徑。體內多余的鐵以鐵蛋白的形式儲存起來，而鐵儲備過多會增加患心臟病的危險。研究發現，血紅蛋白與氧的結合、分離，同鐵的關系十分密切，鐵過多會促進氧自由基增加，而氧自由基對機體有顯著的超氧化作用，鐵貯存過多會促使不穩定的自由基破壞健康的機體組織。此外，血液中的鐵蛋白與膽固醇相互作用能使心臟病惡化，鐵蛋白高的人心臟病發病率是正常人的兩倍。科研人員指出，在所有心臟病的危險因素中，高鐵蛋白要比高膽固醇、高血壓和糖尿病更危險。三價鐵離子可能引發了一些不受人們歡迎的自由基，從而導致一系列的問題。大體看來可能和肝臟關系較大，另外與之相關的胰島β細胞、神經細胞也有可能被影響到。血液里的三價鐵離子可能對其他藥物以及部分疾病的檢測指標造成一定干擾。正常情況下肝臟儲存及固定大量的鐵元素，如鐵在肝臟出現過剩沉著則可能引起肝細胞損害和肝纖維化，同時通過氧化應激誘導、腫瘤生長促進和免疫系統修飾等3個機制而參與致癌過程。由于鐵涉及到大量的含鐵酶和含鐵蛋白質，所以對大部分的生物來說是一種必需元素，但是它在一定條件下也是有毒的。鐵很容易得到和失去電子，它可以促進自由基的產生，這種自由基可以損害細胞膜、蛋白質和DNA，導致細胞死亡和造成對組織的傷害。過量的鐵離子進入人體也會帶來危帶，在網狀內皮組織細胞中鐵少量的增加就可以影響細胞的信號傳輸，鐵在腦中某區城的蓄積和許多神經性疾病相關。鐵可以促進不需要的細胞的增殖和自由基的產生，導致組織損害或增加心血管疾病。

長期以來，人們對飲用水鐵離子的危害沒有引起足夠的重視。飲用水鐵離子濃度偏高的原因比較多，常見的是采用地下水做飲用水的水源，而巖層中的會鐵離子溶解在水里，呈Fe2＋，當其與空氣接觸后，遭到氧化，變成Fe3＋。另外，給水系統的腐蝕，譬如管道、離子交換器陳舊、老化；防腐層剝落破裂，來不及修理等原因，導致鐵離子進入給及水源。長期飲用這樣的水肯定對人體有一定程度的影響。因此，及時檢測飲用水中鐵離子的濃度，對于人體健康有著十分重要的意義。目前，對于鐵離子的檢測，通常使用顯色法法檢測，或用氧化還原法測定。這些檢測方法需要檢測時間較長，檢測不明顯或要借助較復雜的儀器檢測。

氟離子是一種非金屬元素，人體儲存過量的氟后，會導致氟的中毒，主要表現為牙齒變黃，變黑，腿呈X或者O型，躬腰駝背或者手臂智能玩不能伸，中毒輕者造成氟斑牙，重者出現氟骨癥，甚至完全喪失勞動能力和生活自理能力。氟中毒者一旦患上即永遠成疾，而藥物只能減緩病情的加重。因此，在純水相中檢測氟離子的存在是非常重要的一個領域。

柱芳烴作為一類新的大環分子在主客體化學方面已經展示出非常出色的效果。其與客體分子的主客體鍵合作用與自組裝行為均成為研究的熱點。通過對柱芳烴結構的修飾，許多主客體化學體系得到很好的發展。眾所周知，共聚柱5芳烴提供一個很好的空腔結構，所以具有合適結構大小的客體分子可以穿入到它的空腔中達到主客體包結的結果。