一种1,8-萘酰亚胺衍生物作为多离子光谱探针的应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种1,8-萘酰亚胺衍生物作为多离子光谱探针的应用，其特征在于：所述1,8-萘酰亚胺衍生物为6-[1-氨基-3-(苯基)-硫脲]-2-正丁基苯并异喹啉-1,3-二酮，用于检测Pb2+、Fe3+和Hg2+。本发明实现了一个探针检测多种金属离子，将特定的1,8-萘酰亚胺衍生物用于多种阳离子检测，扩展了1,8-萘酰亚胺衍生物的应用范围，检测溶剂体系从纯有机溶剂发展到了含水体系，获得的探针有很好的选择性、灵敏度和很强的抗干扰能力。
【专利说明】—种1, 8-萘酰亚胺衍生物作为多离子光谱探针的应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种多离子光谱探针，具体涉及一种1，8-萘酰亚胺衍生物在作为检测阳离子的探针中的应用。
【背景技术】
[0002]随着荧光探针领域研究的深入和发展，一种新的探针概念“单个探针检测多种离子”正越来越受到人们的关注，这种多离子探针的概念可参见文献Schmittel M, Lin H W.Quadruple - Channel Sensing: A Molecular Sensor with a Single Type of ReceptorSite for Selective and Quantitative Mult1-1on Analysis[J].Angewandte ChemieInternational Edition, 2007, 46(6): 893-896.。比色探针和突光探针是两种重要的检测金属离子的方法，将这两种方法结合起来，可以增加检测多种离子的可能性。已报道的多离子探针大多数属于罗丹明类，因为其与金属离子作用引起螺内酰胺环发生开环，引起紫外可见吸收和荧光光谱变化，伴随的颜色和荧光的变化甚至肉眼可见，从而达到检测不同金属离子的目的。例如，文献 He G, Zhang X, He C，et al.Ratiometric fluorescencechemosensors for copper (II) and mercury (II) based on FRET systems[J].Tetrahedron, 2010, 66(51): 9762-9768.公开了一种具有香豆素供体和罗丹明受体的FRET系统，用作检测Cu2+和Hg2+的比率荧光探针。文献Yan Lu H.Highly sensitiveand selective turn-on fluorescent chemosensor for Pb2+ and Hg2+ based on arhodamine - phenylurea conjugate[J].Chemical Communications, 2010, 46(21):3765-3767.公开了基于罗丹明的Pb2+和 Hg2+探针。文献Liu A, Yang L, Zhang Z, et al.Anovel rhodamine-based colorimetric and fluorescent sensor for the dual-channeldetection of Cu2+ and Fe3+ in aqueous solutions [J].Dyes and Pigments.2013, 99,472-479.公开了基于罗丹明的Cu2+和Fe3+的比色探针。
[0003]上述探针都是基于罗丹明的，研发其它种类的多离子光谱探针对于检测技术的发
展有着重要意义。
[0004]I, 8-萘酰亚胺被广泛用作荧光探针的报告基团，其萘环4和5位氨基上取代基团的变化不但能改变光诱导电子转移情况而产生荧光强度变化，而且能引起分子内电荷转移变化而改变紫外-可见吸收波长及强度，所以1，8-萘酰亚胺也可以作为比色探针的发色团。具有硫脲结构的1，8_萘酰亚胺衍生物是常用的阴离子比色和荧光探针，如在文献 Liu B, Tian H.A highly selective chromogenic and fluorogenic chemosensorfor fluoride ion[J].Chemistry Letters, 2005, 34(5): 686-687.中，6-[l_ 氨基-3-(苯基)-硫脲]-2-正丁基苯并异喹啉-1，3- 二酮(BTBN)被用于检测阴离子F_。文献Gunnlaugsson T, Kruger P E, Jensen P, et al.Colorimetric “naked eye，，sensing ofanions in aqueous solution[J].The Journal of organic chemistry, 2005, 70(26):10875-10878.研究了基于硫脲结构对阴离子的裸眼比色。欧洲专利申请EP 2251687A1公开了一种基于1，8_萘酰亚胺的阴离子比色传感元件。[0005]这些基于1，8-萘酰亚胺的衍生物均用作阴离子探针。如何通过检测条件的变化将1，8-萘酰亚胺的衍生物用于多种阳离子检测，是本申请希望解决的问题。
【发明内容】
[0006]本发明的发明目的是提供一种1，8-萘酰亚胺衍生物作为多离子光谱探针的应用，通过选择特定的衍生物，限定检测条件，实现对多种阳离子的探测。
[0007]为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是:1，8-萘酰亚胺衍生物作为多离子光谱探针的应用，所述1，8-萘酰亚胺衍生物为6-[1-氨基-3-(苯基)_硫脲]-2-正丁基苯并异喹啉-1，3- 二酮(BTBN)，用于检测Pb2+、Fe3+和Hg2+。
[0008]上述技术方案中，BTBN可以通过下列步骤合成:
(I)中间体N-正丁基-4-溴-1，8-萘酰亚胺(BBN)的合成:将4-溴-1，8-萘酐溶于乙醇中，加热到50 °C，加入正丁胺加热回流24 h，冷却，倒入冰水中，过滤，洗涤，用乙醇重结晶，得到淡黄色固体。
[0009](2)中间体N-正丁基-4-肼基-1，8-萘酰亚胺(BNN)的合成:将BBN溶于乙二醇单甲醚，加热到50 °C，加入水合肼，回流反应4小时，反应结束，冷却至室温，倒入水中静置，过滤，用少量乙醇洗涤，烘干，得到橙黄色固体。
[0010](3)探针6-[1-氨基-3-(苯基)-硫脲]-2-正丁基苯并异喹啉-1，3_ 二酮(BTBN)的合成:将BNN加入乙腈中，再加入异硫氰酸苯酯，加热至回流反应18小时，待反应结束冷却至室温，过滤，用少量乙腈洗涤。得到黄色固体，即为BTBN。
[0011]上述合成过程可以用下式表达:
【权利要求】
1.1，8-萘酰亚胺衍生物作为多离子光谱探针的应用，其特征在于:所述1，8-萘酰亚胺衍生物为6-[1-氨基-3-(苯基)-硫脲]-2-正丁基苯并异喹啉-1，3- 二酮，用于检测Pb2+、Fe3+ 和 Hg2+。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于:所述1，8-萘酰亚胺衍生物为Pb2+和Fe3+的比色探针。
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于:所述比色探针的检测方法是，在乙腈/水混合溶剂体系中检测紫外-可见吸收光谱，通过检测362nm处的吸光度获得Fe3+的浓度，检测550 nm处的吸光度获得Pb2+的浓度；所述乙腈/水混合溶剂体系中乙腈与水的体积比是`25:1?99:1 ;所述1，8-萘酰亚胺衍生物的浓度为10?50 μ Μ。
4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于:所述1，8-萘酰亚胺衍生物为Hg2+的荧光探针。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于:所述荧光探针的检测方法是，在乙腈/水混合溶剂体系中检测荧光光谱，通过检测517nm处的荧光强度获得Hg2+的浓度；所述乙腈/水混合溶剂体系中乙腈与水的体积比是50: 50?99: I ;所述1，8-萘酰亚胺衍生物的浓度为10?50 μ M ;荧光激发波长是400 nm。
【文档编号】G01N21/31GK103940764SQ201410156989
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年4月18日 优先权日:2014年4月18日
【发明者】徐冬梅, 张振宇 申请人:苏州大学