[發(fā)明專利]一種苝酰亞胺衍生物及其制備方法和應用

有效

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• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112724137B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發(fā)明（設計）人: 慶偉霞;王穎哲;金鑫
• 申請（專利權）人: 河南大學
• 主分類號: C07D471/06
• 分類號: C07D471/06;C09K11/06;G01N21/64
• 代理公司: 鄭州優(yōu)盾知識產(chǎn)權代理有限公司 41125
• 代理人: 冉珊敏

本發(fā)明屬于熒光探針領域，涉及一種苝酰亞胺衍生物及其制備方法和應用，特別是指用于對鋯離子的快速特異性識別的一種苝酰亞胺衍生物。具有式（II）結構：，本發(fā)明的苝酰亞胺衍生物的合成步驟少，簡單易操作，產(chǎn)率較高，有利于商業(yè)化的推廣應用。苝酰亞胺衍生物能夠快速、高選擇性檢測鋯（IV）離子，具有良好的市場應用前景。

技術領域

本發(fā)明屬于熒光探針領域，涉及一種苝酰亞胺衍生物及其制備方法和應用，特別是指用于對鋯離子的快速特異性識別的一種苝酰亞胺衍生物。

背景技術

鋯因具有較強的耐熱耐腐蝕性、較高的機械強度等，被廣泛應用于手術儀器、宇宙飛船部件、陶瓷、合金的固化劑、皮革的鞣制等。因此，對鋯離子的檢測方法的開發(fā)具有重大意義。目前報道的鋯離子檢測方法主要有輝光放電質譜分析法（GD-MS）、反相-液相色譜法（RP-LC）、分光光度法和電化學法。然而，這些方法大都需要昂貴的復雜裝置以及繁瑣的預處理過程，不適合在線或者現(xiàn)場監(jiān)測。由于熒光分析方法具有操作簡單，成本低，靈敏度高，空間分辨率高，樣品損傷小和容易實現(xiàn)在線或現(xiàn)場檢測等優(yōu)點，被廣泛應用于各種分析物的檢測。但是有關鋯離子的特異性檢測的熒光探針鮮有報道。

苝酰亞胺（PDI）衍生物具有良好的光熱和化學穩(wěn)定性、較高的熒光量子產(chǎn)率、較大的斯托克斯位移以及易修飾性等優(yōu)點，專利201310718624.2，公開了一種雙功能水溶性苝酰亞胺衍生物的合成及其應用，通過巰基對醛基的保護反應得到雙功能水溶性苝酰亞胺衍生物?；诠x子對雙功能水溶性苝酰亞胺衍生物的醛基的解保護反應，實現(xiàn)在水中高靈敏度和高選擇性的快速檢測微量汞離子的目的；可知苝酰亞胺（PDI）衍生物能夠作為優(yōu)良的熒光探針發(fā)色團。但是其自身結構容易發(fā)生π-π堆積，導致水溶性較差，限制了應用。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決其應用受限的問題，本發(fā)明在PDI結構中引入了親水性基團，提出一種苝酰亞胺衍生物及其制備方法和應用，實現(xiàn)了快速特異性識別鋯離子，具有重要的應用價值。

本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的：

一種苝酰亞胺衍生物，具有式（II）結構：

。

上述的苝酰亞胺衍生物的制備方法，步驟如下：

（1）將四氯苝酐溶于N-甲基吡咯烷酮中，加入冰乙酸后再加入N,N二甲基乙二胺，氬氣條件下反應后，冷卻至室溫，再分別加入鹽酸和乙醇，經(jīng)攪拌、靜置、抽濾、烘干后得到化合物（I），化合物（I）結構式如下

；

技術路線為：

；

（2）將化合物（I）、3-羥基吡啶、無水碳酸鉀和無水二甲基甲酰胺依次加入到Schlenk瓶中，升溫反應后，冷卻至室溫，分別加入鹽酸和異丙醇，經(jīng)攪拌、靜置、抽濾、烘干后即得到化合物（II）；

技術路線為：

。

所述步驟（1）中四氯苝酐與N,N二甲基乙二胺的物質的量比為1：9.15，四氯苝酐的N-甲基吡咯烷酮溶液的濃度為1mol/L。

所述步驟（1）中冰乙酸的體積為N-甲基吡咯烷酮體積的2倍。

所述步驟（2）中化合物（I）、3-羥基吡啶和無水碳酸鉀的物質的量比為0.16:1.7:0.82，以化合物（I）為基準每100mg化合物（I）添加5 mL無水二甲基甲酰胺，無水二甲基甲酰胺、鹽酸和異丙醇的體積比為4:1:30。

上述制備方法的烘干溫度為50-80 ℃。

上述的苝酰亞胺衍生物在制備快速、特異性檢測鋯（IV）離子的試劑中的應用，將化合物（II）用去離子水溶解配制成不同濃度的溶液，用于鋯（IV）離子的快速特異性檢測。