一种基于呋喃甲酰氯的罗丹明B发光材料的制备方法及其应用与流程

本发明属于生物化学领域，具体涉及一种基于呋喃甲酰氯的罗丹明b发光材料rbfc的制备方法及其应用。

背景技术：

铁是人体不可缺少的微量元素，它是构成血红蛋白、肌红蛋白及多种酶的重要成分，如果体内缺少铁，可影响血红蛋白、肌红白蛋的合成，可使某些酶，如细胞色素c、核糖核苷酸还原酶、琥珀酸脱氢酶等的活性降低。这些酶与生物氧化、组织呼吸、神经递质的分解与合成有着密切关系，因此，铁的缺乏可引起很多生理上的变化，从而导致免疫力低下、智力降低和机体抗感染能力降低、机体体温调节能力减弱、神经机能紊乱、工作效率降低等各种疾病，最常见的是缺铁性贫血。鉴于fe³⁺对人体如此至关重要，研究一种能够快速方便检测fe³⁺的方法具有十分重要的意义。

目前，检测fe³⁺的方法主要有：原子吸收分光光度法、伏安法、比色法和流动注射法，然而这些方法存在很多缺点，如所需仪器价格较为昂贵，检测费时，携带不便，敏感性差，所测定的fe³⁺浓度范围不大，对于含fe³⁺量较小的细胞中测量则更是困难等。与此相反，由于化学发光不需要任何光源，因而在对荧光探针进行化学发光成像检测时，不存在荧光检测或者荧光成像时不可避免的光学背景的干扰，从而可以获得更低的检出限。

罗丹明类染料由于其摩尔吸光系数较大，荧光量子产率高、光谱性能优越、结构简单、易于修饰、吸收波长范围广等优势，已经被广泛应用与分子探针设计，目前，罗丹明类分子探针多用于检测al³⁺，cr³⁺，zn²⁺等。

文献1(jianfengliu，yingqian.anovelnaphthalimide-rhodaminedye：intramolecularfluorescenceresonanceenergytransferandratiometricchemodosimeterforhg²⁺andfe³⁺[j].dyesandpigments，2017，136：782-790)报道了一种利用罗丹明类衍生物与2-醛基噻唑反应，合成出一种新型的fe³⁺、hg²⁺传感器的方法，产率72％。

文献2(jing-canqin，zheng-yinyang，guan-qunwang，etal.fret-basedrhodamine-coumarinconjugateasafe³⁺selectiveratiometricfluorescentsensorinaqueousmedia[j].tetrahedronletters，2015，56(35)：5024-5029)报道了一种报道了一种利用罗丹明类衍生物与香豆素反应，合成出一种新型的fe³⁺传感器的方法，产率60.9％。

上述文献所报道的合成方法存在以下缺陷：

(1)如文献1中，所得传感器选择性不佳，同时对fe³⁺、hg²⁺离子有响应，且响应效果接近。

(2)如文献2中，合成步骤较多，且对fe³⁺的检出限较高。

上述缺陷造成至今为止，应用现有工艺方法难以得到合成步骤简单、选择性专一且检出限较低的fe³⁺传感器的制备方法。

技术实现要素：

本发明目的是提供一种基于呋喃甲酰氯的罗丹明b发光材料rbfc的制备方法及其应用。

实现本发明目的的技术解决方案是：

一种基于呋喃甲酰氯的新型罗丹明b的发光材料rbfc，该发光材料rbfc的结构如下：

本发明中基于呋喃甲酰氯的罗丹明b发光材料rbfc的制备方法，包括以下步骤：

在50ml的圆底烧瓶中将化合物1溶解在5ml的乙醇中，先后加入呋喃甲酰氯和三乙胺，在室温下搅拌4h。减压蒸馏后用ch2cl2/饱和食盐水萃取三次，再用无水mgso4干燥有机相，过滤，减压蒸馏除去溶剂，经硅胶柱快速分离提纯化合物。得到淡黄色固体即为所述罗丹明b发光材料rbfc。其中化合物1的结构如下：

本发明中，化合物1与呋喃甲酰氯的摩尔比为1.5∶1。

本发明中，硅胶柱分离纯化采用的洗脱液为meoh∶ch2cl2＝2∶99。

本发明中，反应时间为4h。

本发明中所述的基于罗丹明b的fe³⁺发光材料rbfc用于检测fe³⁺。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：(1)本发明以呋喃甲酰氯和罗丹明b为主体合成了一种新型fe³⁺敏感型发光材料rbfc，具有良好的光稳定性，长波长发射以及量子产率高等优点。(2)本发明所选用原料成本低，合成步骤简单，后处理亦很方便，较易实现大规模生产。(3)本发明采用呋喃甲酰氯与伯胺缩合反应方式，合成方法简单，反应条件温和，且产率较高。(4)本发明所涉及传感器能选择性检测fe³⁺变化，且灵敏度较高，在检测环境中的fe³⁺方面具有很大的应用前景。

附图说明

图1为本发明的化合物1¹hnmr。

图2为本发明的化合物1¹³cnmr。

图3为本发明的化合物发光材料rbfc¹hnmr。

图4为本发明的化合物发光材料rbfc¹³cnmr。

图5为本发明的化合物发光材料rbfc的荧光选择性。

图6为本发明的化合物发光材料rbfc的紫外选择性。

具体实施方式

(一)发光材料rbfc的合成

本发明提供了目标产物rbfc在fe³⁺检测中的应用，发现其对fe³⁺有很好的检测效果。本发明合成路线如下：

(二)荧光性能测试

将al³⁺，ba²⁺，ca²⁺，co²⁺，cd²⁺，cr³⁺，cu²⁺，hg²⁺，k⁺，mg²⁺，mn²⁺，na⁺，ni²⁺，zn²⁺，fe³⁺等不同重金属离子加入化合物rbfc的溶液中，进行荧光响应测试。

(三)紫外测试

将al³⁺，ba²⁺，ca²⁺，co²⁺，cd²⁺，cr³⁺，cu²⁺，hg²⁺，k⁺，mg²⁺，mn²⁺，na⁺，ni²⁺，zn²⁺，fe³⁺等不同重金属离子加入化合物rbfc的溶液中，进行紫外响应测试。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

荧光化学传感器的合成

1、化合物1的合成

将罗丹明b(960mg，2mmol)与乙二胺(1.3ml，20mmol)在无水乙醇(40ml)中混合，控制反应温度在80℃，反应时间为12h。反应完成之后，减压除去溶剂，萃取，经硅胶柱分离得到淡黄色固体(880mg，92％)即为化合物1。化合物1¹hnmr，¹³cnmr分别如图1，图2所示。

2、化合物rbfc的合成

在50ml的圆底烧瓶中将化合物1溶解在5ml的乙醇中，加入呋喃甲酰氯，随后加入三乙胺作为缚酸剂，在室温下搅拌4h。减压蒸馏后用ch2cl2/饱和食盐水萃取三次，再用无水mgso4干燥有机相，过滤，减压蒸馏除去溶剂，用meoh/ch2cl2作为洗脱液，经硅胶柱快速分离提纯化合物。得到淡黄色固体(112mg，64％)，也即发光材料rbfc。化合物rbfc的¹hnmr，¹³cnmr分别如图3，图4所示。

实施例2

荧光选择性能测试

发光材料rbfc在乙醇中具有很好的溶解性，经验证，化合物rbfc可以溶解在etoh/hepes(1∶1，v/v，1.3mm，ph＝7.36)混合液中，配制500ml该etoh/hepes混合溶液作为储备液。

精确配置发光材料rbfc为1×10^-3mol/letoh-h2o混合液(1∶1，v/v)，cdcl2·2.5h2o，cucl2·2h2o，alcl3，kcl，fecl3·6h2o，hgcl2，nicl2·6h2o，mgcl2·6h2o，nacl，zncl2，crcl3·6h2o，ba(no3)2，mncl2·4h2o，cocl2·6h2o，cacl2等浓度为5×10^-3mol/l水溶液，以及etoh/hepes(1∶1，v/v，1.3mm，ph＝7.36)溶液。

荧光选择性实验如图5所示，取3ml储备液置于液体池中，加入60ul发光材料rbfc溶液，测其初始荧光强度值，然后分别加入配置好的各种阳离子溶液60ul，测量其稳定时的荧光强度。观察图5可知，化合物rbfc对fe³⁺有明显响应效果，并且在582nm处荧光强度达到最大值，也即化合物rbfc对fe³⁺有很好的选择性。

实施例3

紫外选择性能测试

发光材料rbfc在乙醇中具有很好的溶解性，经验证，化合物rbfc可以溶解在etoh/hepes(1∶1，v/v，1.3mm，ph＝7.36)混合液中，配制500ml该etoh/hepes混合溶液作为储备液。

精确配置发光材料rbfc为1×10^-3mol/letoh-h2o混合液(1/1，v/v)，cdcl2·2.5h2o，cucl2·2h2o，alcl3，kcl，fecl3·6h2o，pbcl2，agno3，hgcl2，nicl2·6h2o，mgcl2·6h2o，nacl，zncl2，crcl3·6h2o，ba(no3)2，mncl2·4h2o，cocl2·6h2o，cacl2等浓度为5×10^-3mol/l水溶液，以及etoh/hepes(1∶1，v/v，1.3mm，ph＝7.36)溶液。

紫外选择性实验如图6所示，取3ml储备液置于液体池中，加入60ul发光材料rbfc溶液，测其初始吸光度，然后分别加入配置好的各种阳离子溶液60ul，测量其稳定时的吸光度。观察图6可知，化合物rbfc对fe³⁺有明显响应效果，在558nm处出现一个新峰，也即化合物rbfc对fe³⁺有很好的选择性。