一种三苯胺双吲哚碘盐及其合成方法和应用与流程

本发明涉及三苯胺衍生物和氰根离子检测技术，具体涉及一种三苯胺双吲哚碘盐及其合成方法，以及三苯胺双吲哚碘盐作为试剂在检测氰根离子中的应用。

背景技术：

氰化物最早在1782年由瑞典化学家Scheel分离出来。每公斤体重含0.5-3.5毫克的氰化物就对人类有致命作用。最近的研究表明,火灾受害者的血液中氰化物浓度是23-26μM。工业上，氰化物广泛用于金矿开采,电镀保护或装饰,冶金,尼龙和其他合成纤维和树脂的合成。氰化物对生理系统的毒性,以及工业使用造成的越来越多的环境问题,使得有必要发展研究氰化物检测方法。目前，关于氰化物的分析方法主要有电化学法(朱德荣，孙慧，潘文龙，等.纳米银修饰的压电晶体传感器用于水中痕量氰化物测定的研究，分析测试学报[J]，2008，27(7)：686-690)、光谱法(张玮.应用Lachat QC8500流动注射分析仪测定水中氰化物，科技情报开发与经济[J]，2008，18(35)：214-215；王真.异烟酸-吡唑啉酮分光光度法测定海水中氰化物方法改进，干旱环境监测[J]，2008，22(3)：169-170；张文德，张光仲，郭忠，等.酒中微量氰化物的测定方法研究，中国食品卫生杂志[J]，2004，16(3)：232-235.)、色谱法(封世珍，于忠山，王芳琳，等.HS/GC/ECD分析生物检材样品中的氰化物，中国法医学杂志[J]，2002，17(4)：228-230；龙素群，钟志京，刘秀华，等.离子色谱法测定氰化物方法研究，四川大学学报：自然科学版[J]，2006，43(6)：1352-1356；)等。

在本发明中，合成了三苯胺双吲哚碘盐染料，通过CN^-和化合物在亲核加成反应前后荧光强度的变化，实现CN^-的检测。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种三苯胺双吲哚碘盐及其合成方法，该碘盐可作为检测试剂定量检测氰根离子CN^-，而且检测时操作方便、选择性高、水溶性好。

本发明提供的一种三苯胺双吲哚碘盐，是2,2'-((1E,1'E)-((phenylazanediyl)bis(4,1-phenylene))bis(ethene-2,1-diyl))bis(1,3,3-trimethyl-3H-indol-1-ium)iodide，结构式为：

三苯胺双吲哚碘盐的合成方法，步骤为：

在冰浴下，往一定量的DMF溶液中缓慢滴加等摩尔数的三氯氧磷，搅拌2小时，当溶液颜色变成橘红色，加入相当于DMF摩尔数五分之一的三苯胺，80℃回流10h；反应完成后，把反应液倒入50倍反应体系的体积的蒸馏水中，并用饱和NaOH水溶液调节pH至9，有固体析出，抽滤，水洗，最后用乙醇重结晶得到淡黄色固体N,N-二(4-甲酰苯基)苯胺；

将N,N-二(4-甲酰苯基)苯胺和1,2,3,3-四甲基-3H-吲哚碘化物按1:2.2的比例在哌啶催化下在乙醇中回流10小时，浓缩、冷却后抽滤得到棕褐色固体即为三苯胺双吲哚碘盐。

本发明提供的一种快速检测CN^-的方法，是基于三苯胺双吲哚碘盐，在pH为7.4的HEPES溶液中定量地检测CN^-的含量。该检测方法，对CN^-显示了高的灵敏性和选择性，检测过程简便、灵敏、快速，检测结果准确。

检测CN^-的方法，步骤为：

(1)、配制pH＝7.4、浓度为10mM的HEPES缓冲溶液，配制2mM的三苯胺双吲哚碘盐的DMSO溶液；

(2)、按体积比400:1，将HEPES-DMSO(1:1，pH 7.4)和三苯胺双吲哚碘盐的DMSO溶液加到干净的荧光比色皿中，在荧光分光光度仪上检测，随着待测样的加入,465nm的荧光强度逐渐增强；

(3)、把2mL的HEPES-DMSO(1:1，pH 7.4)溶液、5μL的三苯胺双吲哚碘盐的DMSO溶液加到另一个荧光比色皿中，分别再加入CN^-溶液的体积为7、14、21、28、35、42、49、56、63、70μL时，在荧光分光光度仪上测定465nm对应的荧光强度F为626、1472、2338、2903、3643、4156、4906、5799、6566、6846，以CN^-浓度为横坐标，以相对荧光强度F-F0为纵坐标绘制图，F0﹦46，得到CN^-浓度的工作曲线；线性回归方程为：F-F0＝99.9697c+30.6667，c的单位为μM；

(4)、将HEPES-DMSO(1:1，pH 7.4)溶液2000μL和7、14、21、28、35、42、49、56、63、70μL的DMSO溶液5μL加到干净的荧光比色皿中，用微量进样器吸取Vμl待测样品溶液，加入到此干净的荧光比色皿中，在荧光分光光度仪上检测，将测得的荧光强度代入(3)的线性回归方程，得到浓度c，待测样品C待测样＝2000μL×c×10^-6/VμL,即可求得CN^-的浓度。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和效果：1、试剂合成简单，检测体系成本低廉；2、本发明的检测方法，对CN^-显示了高的灵敏性和选择性；3、检测手段简单，只需要借助荧光分光光度仪即可实现。

附图说明：

图1a实施例1制备的三苯胺双吲哚碘盐的核磁氢谱

图1b实施例1制备的三苯胺双吲哚碘盐的核磁碳谱

图1c实施例1制备的三苯胺双吲哚碘盐的质谱图

图2实施例2试剂与CN^-作用的荧光发射图

图3实施例3试剂与各种分析物的荧光柱状图

图4实施例4测定CN^-的工作曲线

图5实施例5测定样品的荧光发射图

具体实施方式：

实施例1 三苯胺双吲哚碘盐的制备及表征

冰浴条件下，往20m L DMF溶液中缓慢滴加2mL的三氯氧磷，冰浴搅拌2小时，当溶液颜色变成橘红色，加入三苯胺2.453g(10mmol)，继续冰浴2小时，然后80℃反应10h；反应完成后，将反应液倒入300mL蒸馏水中，并用饱和NaOH水溶液调节pH至9，有固体析出，抽滤，滤饼用蒸馏水洗涤，真空干燥后用乙醇重结晶得到淡黄色固体N,N-二(4-甲酰苯基)苯胺2.260g，产率75％。

N,N-二(4-甲酰苯基)苯胺0.603g(2mmol)和1,2,3,3-四甲基-3H-吲哚碘化物1.325g(4.4mmol)完全溶解在20mL乙醇中，加入50μL哌啶催化，回流10小时，反应完成后将反应液减压蒸馏浓缩，冷却后抽滤得到棕褐色固体1.561g，产率90.0％，即为三苯胺双吲哚碘盐。

¹H NMR(DMSO-d6,600MHz):δ8.40(d,2H,J＝16.3),8.20(d,2H,J＝8.0),7.87(d,4H,J＝7.4)，7.67–7.58(m,5H),7.53(dd,3H,J＝14.7,6.8),7.37(t,1H,J＝7.7),7.27(d,2H,J＝7.5),7.20(d,2H,J＝8.4),4.11(s,6H),1.79(s,12H)(图1a).¹³C NMR(DMSO-d6):d＝25.97,34.98,52.33,111.60,115.38,123.33,127.18,127.47,129.41,130.02,130.88,133.01,142.37,143.88,145.24,150.85,152.70,181.58(图1b).元素分析(calcd.％)for C44H43I2N3:C,60.91,H,5.00,N,4.84,发现:C,60.90,H,5.04,N,4.81.ESI-MS m/z:[三苯胺双吲哚碘盐–2I]²⁺，m/2z306.6728(图1c).

实施例2

配制pH＝7.4、浓度为10mM的HEPES缓冲溶液，并用DMSO配制2mM的三苯胺双吲哚碘盐溶液；把2mL的HEPES-DMSO(1:1，pH 7.4)溶液及5μL三苯胺双吲哚碘盐的DMSO溶液加到干净的荧光比色皿中，取CN^-的溶液，逐渐用微量进样器加到此比色皿中，边加样边在荧光分光光度仪上检测，随着CN^-的加入，465nm处荧光强度逐渐增强。荧光发射图见图2。

实施例3

配制pH＝7.4、浓度为10mM的HEPES缓冲溶液，并用DMSO配制2mM的三苯胺双吲哚碘盐溶液；在14个荧光比色皿中，各加入2mL的HEPES-DMSO(1:1，pH 7.4)溶液和5μL的试剂的DMSO溶液，再分别加入70μL CN^-，以及700μL的各种分析物：F^-，Cl^-，Br^-，NO3^-，HSO3^-，SCN^-，S2O3^2-，AcO^-，CO3^2-，SO4^2-，ClO4^-，HS^-，HCO3^-和Cys在荧光分光光度仪上检测，绘制不同分析物对应的465nm相对荧光强度的柱状图，(见图3)。CN^-使得试剂的荧光强度由46变到6846，其它的分析物基本没有引起试剂荧光强度的变化。

经实验证明，其它分析物不干扰体系对CN^-的测定。

实施例4

配制pH＝7.4、浓度为10mM的HEPES缓冲溶液，并用DMSO配制2mM的三苯胺双吲哚碘盐溶液，用蒸馏水配制2mM的CN^-溶液；把2mL的HEPES-DMSO(1:1，pH 7.4)溶液和5μL的试剂的DMSO溶液加到荧光比色皿中，分别再加入CN^-溶液的体积为7、14、21、28、35、42、49、56、63、70μL时，在荧光分光光度仪上测定465nm对应的荧光强度F为626、1472、2338、2903、3643、4156、4906、5799、6566、6846，以CN^-浓度为横坐标，以相对荧光强度F-F0为纵坐标绘制图，F0﹦46，得到CN^-浓度的工作曲线(见图4)；线性回归方程为：F-F0＝99.9697c+30.6667，c的单位为μM；

实施例5

配制pH＝7.4的HEPES(10mM)缓冲溶液，配制2mM的CN^-水溶液，并用DMSO配制2mM的三苯胺双吲哚碘盐溶液；把2mL的HEPES-DMSO(1:1，pH 7.4)溶液和5μL的三苯胺双吲哚碘盐的DMSO溶液加到干净的荧光比色皿中，取CN^-的溶液40.00μL，用微量进样器加到此比色皿中，同时在荧光光谱仪上测定465nm的对应的荧光强度F为4068，相对荧光强度F﹣F0﹦4022，通过实施例4的线性回归方程，求得c＝39.9254×10^-6mol/L，偏差为0.17％。见图5。