基于萘酰亚胺-1,4,7-三氮庚烷的荧光探针及其制备方法和应用

本发明涉及光气检测，尤其是涉及一种基于萘酰亚胺-1,4,7-三氮庚烷的荧光探针及其制备方法和应用。

背景技术：

1、光气(cocl2)是一种剧毒气体，接触光气会对肺部造成严重损害，对皮肤和眼睛造成化学烧伤，甚至可能导致死亡。光气对人类的近似致死剂量是500ppm/min。然而，尽管光气具有致命性，但它也是一种有价值的工业试剂，因其易于获得，已被广泛用于生产各种化合物，如染料、药物和杀虫剂。因此，发现一种快速、灵敏的光气检测技术，以防止工业中的意外泄漏的潜在应用等方面具有重要的意义。

2、光气的检测技术多种多样，如电化学方法、气相色谱-质谱(gc-ms)、高效液相色谱(hplc)和比色法等。然而，这些方法存在分析时间长、样品处理复杂、可携带性差、成本高等显著缺点。相比之下，基于荧光的检测技术具有以下优点，如实时响应、低成本、方便和高灵敏度。许多含有含胺香豆素、萘酰亚胺、bodipy、罗丹明、四苯乙烯、蒽羧基酰亚胺等荧光基团以及含有氨基(亚胺)或羟基、邻苯二胺、2-氨基苯胺、乙二胺、肟等识别基团的荧光探针已被用于检测光气。

3、尽管光气荧光探针的研发取得了重大进展，但研发出具有高灵敏度的光气荧光探针仍然是一个巨大的挑战。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种基于萘酰亚胺-1,4,7-三氮庚烷的荧光探针及其制备方法和应用，解决现有技术中光气荧光探针灵敏度较低的技术问题。

2、第一方面，本发明提供一种基于萘酰亚胺-1,4,7-三氮庚烷的荧光探针(np)，其化学结构式如下：

3、

4、第二方面，本发明提供一种基于萘酰亚胺-1,4,7-三氮庚烷的荧光探针的制备方法，包括以下步骤：

5、将化合物1与化合物2在溶剂中反应，得到基于萘酰亚胺-1,4,7-三氮庚烷的荧光探针；具体反应式如下：

6、

7、第三方面，本发明提供上述基于萘酰亚胺-1,4,7-三氮庚烷的荧光探针在光气检测中的应用。

8、与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

9、本发明的荧光探针np对光气的不同响应性导致了明显的发射型turn-on响应，表明该荧光探针np对光气具有高选择性。此外，通过将探针np装载在试纸上制备出一种实用的光气在线检测传感器，能够检测到浓度低于1ppm时的痕量光气。该策略为快速检测极低水平的光气提供了一种安全、简单的途径。该荧光探针np的成功研发为先进光气传感的设计和生产开辟了新的可能性。本发明的荧光探针np通过1,4,7-三氮庚烷的取代反应得到，具有制备方法简单、易于获得的优势。

技术特征：

1.一种基于萘酰亚胺-1,4,7-三氮庚烷的荧光探针(np)，其特征在于，化学结构式如下：

2.一种如权利要求1所述基于萘酰亚胺-1,4,7-三氮庚烷的荧光探针的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述基于萘酰亚胺-1,4,7-三氮庚烷的荧光探针的制备方法，其特征在于，所述化合物1与化合物2的摩尔比为1：(0.1～10)；所述化合物1与溶剂的用量比为1g：(50～200)ml。

4.根据权利要求2所述基于萘酰亚胺-1,4,7-三氮庚烷的荧光探针的制备方法，其特征在于，所述溶剂为甲氧基乙醇。

5.根据权利要求2所述基于萘酰亚胺-1,4,7-三氮庚烷的荧光探针的制备方法，其特征在于，反应温度为100～140℃，反应时间为8～24h。

6.如权利要求1所述基于萘酰亚胺-1,4,7-三氮庚烷的荧光探针在光气检测中的应用。

7.根据权利要求6所述基于萘酰亚胺-1,4,7-三氮庚烷的荧光探针在光气检测中的应用，其特征在于，所述光气检测包括溶液中光气检测或气相光气检测。

8.根据权利要求6所述基于萘酰亚胺-1,4,7-三氮庚烷的荧光探针在光气检测中的应用，其特征在于，所述光气检测为定性检测或定量检测。

9.根据权利要求8所述基于萘酰亚胺-1,4,7-三氮庚烷的荧光探针在光气检测中的应用，其特征在于，所述定量检测的线性范围为0-10μm。

10.根据权利要求8所述基于萘酰亚胺-1,4,7-三氮庚烷的荧光探针在光气检测中的应用，其特征在于，通过将基于萘酰亚胺-1,4,7-三氮庚烷的荧光探针制成光气检测试纸实现所述定性检测。

技术总结
本发明公开一种基于萘酰亚胺‑1,4,7‑三氮庚烷的荧光探针及其制备方法和应用。该荧光探针具有以下化学结构式：本发明的荧光探针NP对光气的不同响应性导致了明显的发射型turn‑on响应，表明该荧光探针NP对光气具有高选择性。此外，通过将探针NP装载在试纸上制备出一种实用的光气在线检测传感器，能够检测到浓度低于1ppm时的痕量光气。该策略为快速检测极低水平的光气提供了一种安全、简单的途径。该荧光探针NP的成功研发为先进光气传感的设计和生产开辟了新的可能性。本发明的荧光探针NP通过1,4,7‑三氮庚烷的取代反应得到，具有制备方法简单、易于获得的优势。

技术研发人员：商锦婷,王晨,张义斌,桂玉然,柳威,舒细记
受保护的技术使用者：江汉大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15