一种纤维素基荧光化合物、其制备方法、其用途及由其制备的笋竹纤维素荧光检测试纸与流程

本发明涉及一种纤维素基荧光化合物、其制备方法、其用途及由其制备的笋竹纤维素荧光检测试纸，属于纤维素基荧光化合物。

背景技术：

1、纤维素(cellulose)是由葡萄糖组成的大分子多糖，主要来源于笋竹、木材等植物中，是自然界中分布最广、储量最大的天然高分子材料，具有生物相容性好、可再生和可生物降解等优势。纤维素衍生物的开发利用，已经成为纤维素材料的研究热点，主要产品有纤维素醚、纤维素酯、纤维素醚酯等，已应用于医药、涂料、膜技术、建筑、光电材料等领域。

2、铁是人完成正常生理功能的最重要的元素之一，铁离子检测方法主要有原子吸收法，重铬酸钾法、分光光度法、荧光光谱法等。其中，荧光光谱法可以快速实现定性和定量检测，具有比较强的优势。同时，研制新型荧光化合物，利用荧光法快速判断未知物质或溶液的酸碱性也具有非常好的应用前景。因此，发明人以纤维素为原料开发有机高分子荧光探针，并制备纤维素基荧光定性试纸，对于天然纤维素的开发利用具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明提供一种纤维素基荧光化合物、其制备方法、其用途及由其制备的笋竹纤维素荧光检测试纸，本发明得到了一种全新的纤维素基荧光化合物，可用于铁离子检测的快速定性和定量检测。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

3、一种纤维素基荧光化合物，其结构式为：

4、其中，r为h或et。

5、发明人发现，利用naoh可增强上述纤维素基荧光化合物的荧光强度。

6、上述纤维素基荧光化合物的合成路线为：

7、

8、本申请所用纤维素优选为笋竹纤维素或乙基纤维素等。

9、作为其中一种优选的实施方案，上述纤维素基荧光化合物的制备方法，包括如下步骤：

10、1)将笋竹纤维素或乙基纤维素、3-羟基-4-[(2-羟基-4-磺基-1-萘基)偶氮]-2-萘羧酸、4-二甲氨基吡啶(dmap)和n,n-二甲基甲酰胺(dmf)混合均匀，得反应液；

11、2)将溶解于n,n-二甲基甲酰胺的n,n'-二环己基碳二亚胺溶液滴加到反应液中，在室温条件下反应24～50h，加入蒸馏水，析出固体，再经洗涤、干燥，得到纤维素基荧光化合物。

12、上述析出固体后，先滤出固体，然后再将固体洗涤，洗涤后，将得到的固体(滤出固体)干燥，得到纤维素基荧光化合物。

13、为了提高产品得率，上述步骤1)中，笋竹纤维素或乙基纤维素与3-羟基-4-[(2-羟基-4-磺基-1-萘基)偶氮]-2-萘羧酸的质量比为1：(0.12～0.50)，乙基纤维素与4-二甲氨基吡啶的质量比为1：(0.03～0.05)，乙基纤维素与n,n-二甲基甲酰胺的质量体积比为1g：(28～32)ml。

14、上述笋竹纤维素或乙基纤维素与n,n'-二环己基碳二亚胺的质量比为1：(0.20～0.28)；步骤2)中，n,n'-二环己基碳二亚胺与n,n-二甲基甲酰胺的质量体积比为(0.20～0.28)g：(18～22)ml；步骤2)中，提纯方法为：将所得反应物料中加入蒸馏水，析出固体，再经抽滤、洗涤、干燥，得到纤维素基荧光化合物。

15、上述纤维素基荧光化合物可用于三价铁离子的荧光快速检测。尤其可用于竹笋中三价铁离子的荧光快速检测。

16、用于竹笋中三价铁离子的荧光快速检测，具体方法为：将待检测物烘干，并在550～600℃高温炉中灰化成白色，冷却后加入体积比为10:1的浓硝酸和高氯酸，先在60～120℃下低温消煮，随后加温至600℃，蒸发至冒尽烟，冷却，用盐酸溶解后，过滤，滤液中加入纤维素基荧光化合物1的溶液，得待测液，待测液中纤维素基荧光化合物1的浓度为0.05mg/ml，利用荧光光谱法测定待测液中fe3+含量(含fe3+检测溶液在365nm紫外灯下发出淡绿色荧光)；其中，浓硝酸的浓度为1.40～1.44g/ml，高氯酸的浓度为1.64～1.68g/ml。

17、当用于竹笋等中三价铁离子的荧光快速检测时，可先切为薄片或小块，以方便后续处理。

18、在激发波长350nm下，在发射波长421nm和483.5nm处，随着fe3+浓度的逐步增加，荧光光谱的荧光强度逐渐增强。可进行fe3+浓度的定量检测。

19、在发射波长421nm下，荧光强度与fe3+浓度线性关系为：y＝75.194x+193.77，在发射波长483.5nm下，荧光强度与fe3+浓度线性关系为：y＝27.158x+53.329，x为fe3+浓度，y为荧光强度。可利用前述线性关系进行fe3+浓度的快速定量检测。

20、上述纤维素基荧光化合物可用于碱性的快速检测。

21、用于碱性的检测时，将被检测物滴加在纤维素基荧光化合物的乙醇溶液中，溶液颜色由紫红色变浅或紫色消失、和/或溶液在365nm紫外灯下能够发出强的绿色荧光，则被检测物为碱性。

22、用于防伪标签的制备时，利用纤维素基荧光化合物1的溶液浸泡纤维纸或利用纤维素基荧光化合物1的溶液在纤维纸上印刷或涂写，然后自然晾干，浸泡部分、印刷或涂写部分(也即有纤维素基荧光化合物1的部分)，在254nm紫外灯下发出紫色荧光。前述纤维素基荧光化合物1的溶液，所用溶剂为乙醇。

23、一种笋竹纤维素荧光检测试纸，将竹纤维纸浸泡在0.8～1.2mg/ml上述纤维素基荧光化合物的乙醇溶液中3～8min，然后取出，自然晾干得到笋竹纤维素荧光检测试纸。

24、上述笋竹纤维素荧光检测试纸用于三价铁离子快速检测、和/或用于碱性的检测；和/或用于防伪标签纸的制作。

25、当用于碱性的检测时，将被检测物溶液滴加在检测试纸上，365nm紫外灯下若能够看到明显的绿色荧光，则被检测物为碱性。若无绿色荧光，则被检测物非碱性。

26、当用于三价铁离子检测时，将被检测物溶液滴加在检测试纸上，在365nm紫外灯下，笋竹纤维素荧光检测试纸发出淡绿色荧光，则被检测物溶液中含有三价铁离子。

27、当用于防伪标签纸时，防伪标签纸在254nm紫外灯下发出紫色荧光，图像清晰。

28、本发明未提及的技术均参照现有技术。

29、本发明纤维素基荧光化合物，可在室温下反应制得，能耗低、操作简单，可重复性高，易于大规模生产；本发明纤维素基荧光化合物可用于fe3+浓度的快速定性、定量检测，也可用于碱性的快速检测，也可用于防伪标签纸的制备。

技术特征：

1.一种纤维素基荧光化合物，其特征在于：其结构式为：

2.如权利要求1所述的纤维素基荧光化合物，其特征在于：利用naoh增强纤维素基荧光化合物的荧光强度。

3.一种权利要求1所述的纤维素基荧光化合物的制备方法，纤维素为笋竹纤维素或乙基纤维素，其特征在于：其合成路线为：

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤1)中，笋竹纤维素或乙基纤维素与3-羟基-4-[(2-羟基-4-磺基-1-萘基)偶氮]-2-萘羧酸的质量比为1：(0.12～0.50)，乙基纤维素与4-二甲氨基吡啶的质量比为1：(0.03～0.05)，乙基纤维素与n,n-二甲基甲酰胺的质量体积比为1g：(28～32)ml。

6.如权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于：笋竹纤维素或乙基纤维素与n,n'-二环己基碳二亚胺的质量比为1：(0.20～0.28)；步骤2)中，n,n'-二环己基碳二亚胺与n,n-二甲基甲酰胺的质量体积比为(0.20～0.28)g：(18～22)ml。

7.一种权利要求1或2所述的纤维素基荧光化合物的用途，其特征在于：用于三价铁离子的荧光快速检测；和/或用于碱性的检测，和/或用于防伪标签的制备。

8.如权利要求7所述的用途，其特征在于：用于三价铁离子的荧光快速检测的检测方法为：将待检测物烘干，并在550～600℃高温炉中灰化成白色，冷却后加入体积比为10:1的浓硝酸和高氯酸，先在60～120℃下低温消煮，随后加温至600℃，蒸发至冒尽烟，冷却，用盐酸溶解后，过滤，滤液中加入纤维素基荧光化合物1的溶液，得待测液，待测液中纤维素基荧光化合物1的浓度为0.05mg/ml，利用荧光光谱法测定待测液中fe3+含量；其中，浓硝酸的浓度为1.40～1.44g/ml，高氯酸的浓度为1.64～1.68g/ml；

9.如权利要求7或8所述的用途，其特征在于：在激发波长为350nm下，随着fe3+浓度的逐步增加，荧光光谱的荧光强度逐渐增强；在发射波长421nm下，荧光强度与fe3+浓度线性关系为：y＝75.194x+193.77，在发射波长483.5nm下，荧光强度与fe3+浓度线性关系为：y＝27.158x+53.329，x为fe3+浓度，y为荧光强度。

10.一种笋竹纤维素荧光检测试纸，其特征在于：将竹纤维纸浸泡在0.8～1.2mg/ml权利要求1或2所述的纤维素基荧光化合物的乙醇溶液中3～8min，然后取出，自然晾干得到笋竹纤维素荧光检测试纸；

技术总结
本发明公开了一种纤维素基荧光化合物、其制备方法、其用途及由其制备的笋竹纤维素荧光检测试纸，纤维素基荧光化合物，其结构式为：本发明纤维素基荧光化合物由纤维素和3‑羟基‑4‑[(2‑羟基‑4‑磺基‑1‑萘基)偶氮]‑2‑萘羧酸在室温下反应制得，能耗低、操作简单，可重复性高，易于大规模生产；本发明纤维素基荧光化合物可用于Fe<supgt;3+</supgt;浓度的快速定性、定量检测，也可用于碱性的快速检测，也可用于防伪标签纸的制备。

技术研发人员：杨金来,吴良如,杨慧敏,潘雁红
受保护的技术使用者：国家林业和草原局竹子研究开发中心
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16