[發(fā)明專利]一種吡啶橋聯(lián)的多重應(yīng)答受體分子及其合成方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910677116.1
• 申請(qǐng)日: 2019-07-25
• 公開（公告）號(hào): CN110526946B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭佃順;郭玉雙;趙梅;盧小帆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東師范大學(xué)
• 主分類號(hào): C07F17/02
• 分類號(hào): C07F17/02;C09K11/06;G01N21/33;G01N21/64;G01N21/78;G01N27/48
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張曉鵬

本發(fā)明提供了一種吡啶橋聯(lián)的多重應(yīng)答受體分子及其合成方法和應(yīng)用，該受體分子為羅丹明B螺內(nèi)酰胺與二茂鐵通過吡啶橋聯(lián)結(jié)構(gòu)連接，吡啶橋聯(lián)結(jié)構(gòu)的一端與羅丹明B螺內(nèi)酰胺中酰胺基團(tuán)的氮連接，吡啶橋聯(lián)結(jié)構(gòu)的另一端與二茂鐵的碳連接，所述吡啶橋聯(lián)基團(tuán)的結(jié)構(gòu)式為：本發(fā)明提供的受體分子具有電化學(xué)、紫外、熒光、比色多重響應(yīng)功能，實(shí)現(xiàn)了通過循環(huán)伏安、紫外可見和熒光光譜等方法選擇性快速檢測(cè)水相中Hg²⁺離子，最低檢出限為4.14×10^?7M，具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于汞離子檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種吡啶橋聯(lián)的多重應(yīng)答受體分子及其合成方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

這里的陳述僅提供與本發(fā)明有關(guān)的背景信息，而不必然構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

重金屬汞是一種劇毒元素，汞及其化合物是全球范圍內(nèi)最引人關(guān)注的環(huán)境污染物之一，廣泛分布于環(huán)境中，直接對(duì)土壤，空氣和水體造成嚴(yán)重的污染，特別是流入水體中的無機(jī)汞可進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為毒性更大的有機(jī)汞，經(jīng)食物鏈進(jìn)入人體不斷蓄積，通過主要與巰基結(jié)合，導(dǎo)致相關(guān)細(xì)胞色素氧化酶、丙酮酸激酶、琥珀酸脫氫酶等失去活性，阻礙細(xì)胞生物活性和正常代謝，嚴(yán)重?fù)p害神經(jīng)系統(tǒng)、腎臟和肝臟等器官，威脅人類的健康。

傳統(tǒng)檢測(cè)汞離子的方法主要有儀器分析法、熒光探針法，其中，儀器分析存在檢測(cè)設(shè)備昂貴、樣品預(yù)處理繁瑣、無法實(shí)現(xiàn)汞離子定位檢測(cè)等缺陷，而熒光探針法存在檢測(cè)手段相對(duì)單一的問題，而將熒光探針和電化學(xué)探針組合后設(shè)計(jì)成具有光電多重應(yīng)答功能受體分子，可滿足不同條件下通過多種方式高效監(jiān)測(cè)汞離子的目的。

發(fā)明內(nèi)容

羅丹明類染料具有熒光量子產(chǎn)率高、摩爾吸光系數(shù)大、光學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，尤其是易于形成獨(dú)特的螺環(huán)結(jié)構(gòu)，可以廣泛用于設(shè)計(jì)熒光探針。二茂鐵具有獨(dú)特的夾心結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的電化學(xué)性質(zhì)，是構(gòu)建電化學(xué)探針的首選結(jié)構(gòu)單元。目前，以羅丹明和二茂鐵為光、電活性中心，用于檢測(cè)汞離子的光電多通道受體分子，主要是基于席夫堿結(jié)構(gòu)將二茂鐵和羅丹明連接而成，不僅結(jié)構(gòu)單一，而且受體分子的穩(wěn)定性差，限制了其應(yīng)用。為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種吡啶橋聯(lián)的多重應(yīng)答受體分子及其合成方法和應(yīng)用，本發(fā)明提供的吡啶橋聯(lián)的多重應(yīng)答受體分子穩(wěn)定性好，具有高選擇性檢測(cè)水中Hg²⁺離子的功能。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

本發(fā)明的第一方面，提供了一種吡啶橋聯(lián)的多重應(yīng)答受體分子，羅丹明B螺內(nèi)酰胺與二茂鐵通過吡啶橋聯(lián)結(jié)構(gòu)連接，吡啶橋聯(lián)結(jié)構(gòu)的一端與羅丹明B螺內(nèi)酰胺中酰胺基團(tuán)的氮連接，吡啶橋聯(lián)結(jié)構(gòu)的另一端與二茂鐵的碳連接，所述吡啶橋聯(lián)基團(tuán)的結(jié)構(gòu)式如下：

本發(fā)明提供的受體分子突出特點(diǎn)是吡啶橋與電化學(xué)響應(yīng)中心二茂鐵和熒光響應(yīng)中心羅丹明B通過酰胺基團(tuán)鍵合在一起，實(shí)現(xiàn)了對(duì)水體中Hg²⁺離子的選擇性識(shí)別及其光電響應(yīng)信號(hào)的有效輸出。受體分子化學(xué)穩(wěn)定性好，合成簡(jiǎn)單，對(duì)Hg²⁺離子響應(yīng)快(5min)，最低檢出限為4.14×10^-7M。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的受體分子通過改變橋聯(lián)基團(tuán)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)水體中微量Hg²⁺離子的選擇性高效檢測(cè)，具有檢測(cè)手段多樣，選擇性好等特點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

本發(fā)明的第二方面，提供了一種上述吡啶橋聯(lián)的多重應(yīng)答受體分子的制備方法，該方法包括羅丹明B螺內(nèi)酰胺吡啶衍生物與二茂鐵甲酰氯進(jìn)行取代反應(yīng)形成所述受體分子。

本發(fā)明的第三方面，提供了一種上述吡啶橋聯(lián)的多重應(yīng)答受體分子在檢測(cè)水相中Hg²⁺離子的應(yīng)用，檢測(cè)機(jī)理是受體分子特異性與Hg²⁺離子配位，打開羅丹明B螺內(nèi)酰胺環(huán)引起熒光和電化學(xué)性質(zhì)的響應(yīng)，其配位模式如下式所示：

本發(fā)明的有益效果為：