一种用于检测有机溶剂中痕量水的荧光探针及其制备和应用

本发明属于有机分子荧光试剂，具体涉及一种用于检测有机溶剂中痕量水的荧光探针及其制备和应用。

背景技术：

1、水(h2o)是生命最基本和最重要的化学物质之一。然而，它也是有机溶剂中最常见的杂质，往往对许多制造工艺有害。微量水可以抑制反应，使反应部位发生猝灭，催化剂失活和降解，导致产物收率降低。严重时可引起火灾和爆炸。有机溶剂中微量水分的检测和定量在化学、工业生产、食品加工、生物医学和环境监测中具有重要意义。在化学实验中用于不同作用的试剂含水量也不同，比如分析纯、色谱纯、优级纯的thf中含水量分别为≤0.10％、≤0.03％、50-100ppm。从有机溶剂中脱水对于提高有机反应的应用水平和应用范围具有重要意义。因此，有机溶剂中水分的准确检测是一个至关重要的问题。例如：石油基燃料受到微量水污染会引起火灾和爆炸；航空汽油中的微量水低温下结冰会堵塞燃料系统，从而阻碍安全飞行；mitsunobu反应要求无水无氧条件；实验室有机溶剂含水会导致化学反应速率降低、反应进程改变、产率降低；水分会阻碍某些有机反应的进行或降低产品的产量。在石油工业中，油水乳状液中水分含量的在线测定是石油运输和原油加工的必要条件；黄油、芝士等纯油基食品受到微量水的影响易发生降解和水酸败。因此，建立灵敏度高、选择性好的有机溶剂中水含量的检测方法具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

2、本发明提供了用于检测有机溶剂中痕量水的荧光探针及其制备和应用，该荧光试剂能够快速、有效测定有机溶剂中水含量。

3、为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种用于检测有机溶剂中痕量水的荧光探针，该荧光探针含有萘甲酰苯腙基团，该荧光探针对应的化学结构式为：

4、

5、本发明提供一种如上所述的用于检测有机溶剂中痕量水的荧光探针的制备方法，包括：

6、将3-羟基-2-萘酸肼和无水乙醇加入反应容器中，搅拌溶解；然后加入2-羟基-5-叔丁基苯甲醛，逐渐升温至70～85℃，当无水乙醇开始回流时滴加冰醋酸，随之氮气保护下加热回流3～5h，并采用薄层色谱法监控反应进度；反应完全后，自然冷却至室温，常压抽滤得粗产品，用热的无水乙醇洗涤多次，每次半小时，最后抽滤干燥后得到白色固体粉末，即用于检测有机溶剂中痕量水的荧光探针tnb；

7、上述制备方法的反应式为：

8、

9、优选的是，所述3-羟基-2-萘酸肼与无水乙醇的摩尔体积比为1mmol:3～8ml；所述3-羟基-2-萘酸肼与2-羟基-5-叔丁基苯甲醛的摩尔比为1:1；所述滴加冰醋酸的用量为2～5滴。

10、优选的是，所述反应容器为50ml三口烧瓶；所述用于检测有机溶剂中痕量水的荧光探针的熔程为292～293℃；所述有机溶剂为四氢呋喃、二甲亚砜、丙酮中的任意一种；所述热的无水乙醇的温度为35℃。

11、本发明还提供一种如上所述的荧光探针在检测有机溶剂四氢呋喃中痕量水的应用，将荧光探针用四氢呋喃溶解后，配成浓度为5.0×10-4mol/l的储备液，在玻璃瓶中加入经过分子筛干燥过后的四氢呋喃，然后加入储备液，进行第一次荧光测试，然后加入纯净水，进行第二次荧光测试，得到荧光光谱图，从荧光光谱图中得出随着水的加入，荧光强度随水的增加呈现出增强效果，该荧光探针能够用于四氢呋喃中水的检测。

12、本发明将荧光探针试剂作为荧光指示剂使用，检测环境为四氢呋喃时，随着纯净水的加入，荧光强度随纯净水的增加呈现出增强效果，该荧光指示剂能够用于四氢呋喃中水的检测，在水的滴定试验中，随着水的加入，荧光强度出现增强效果，含水量与荧光强度之间存在线性关系，该荧光指示剂能够用于四氢呋喃中水含量的检测。

13、优选的是，将荧光探针用四氢呋喃溶解后，配成浓度为5.0×10-4mol/l的储备液，在5ml玻璃瓶中加入1980μl经过分子筛干燥过后的四氢呋喃，然后加入20μl储备液，进行第一次荧光测试，然后加入1μl纯净水，进行第二次荧光测试，此后每往其中加入1μl纯净水便进行一次测试，得到荧光光谱图，随着纯净水的加入，荧光强度出现增强效果，含水量与荧光强度之间存在线性关系，该荧光探针能够用于四氢呋喃中水含量的检测。

14、本发明还提供一种如上所述的荧光探针在检测有机溶剂二甲亚砜中痕量水的应用，将荧光探针用二甲亚砜溶解后，配成浓度为5.0×10-4mol/l的储备液，在玻璃瓶中加入经过分子筛干燥过后的二甲亚砜，然后加入储备液，进行第一次荧光测试，然后加入纯净水，进行第二次荧光测试，得到荧光光谱图，从荧光光谱图中得出随着水的加入，荧光强度随水的增加呈现出增强效果，该荧光探针能够用于二甲亚砜中水的检测。

15、本发明检测有机溶剂(二甲亚砜)时，在微量水存在的条件荧光峰强度发生变化，荧光强度随着水的加入而增强，该荧光指示剂能够用于二甲亚砜中水的检测，在水的滴定试验中，随着水的加入，在含水量与荧光强度之间存在线性关系，该荧光指示剂能够用于二甲亚砜中水含量的检测；

16、优选的是，将荧光探针用二甲亚砜溶解后，配成浓度为5.0×10-4mol/l的储备液，在5ml玻璃瓶中加入1980μl经过分子筛干燥过后的二甲亚砜，然后加入20μl储备液，进行第一次荧光测试，然后加入2μl纯净水，进行第二次荧光测试，此后每往其中加入2μl纯净水便进行一次测试，得到荧光光谱图，随着纯净水的加入，荧光强度出现增强效果，含水量与荧光强度之间存在线性关系，该荧光探针能够用于二甲亚砜中水含量的检测。

17、本发明还提供一种如上所述的荧光探针在检测有机溶剂丙酮中痕量水的应用，将荧光探针用二甲亚砜溶解后，配成浓度为5.0×10-4mol/l的储备液，在玻璃瓶中加入经过分子筛干燥过后的丙酮，然后加入储备液，进行第一次荧光测试，然后加入纯净水，进行第二次荧光测试，得到荧光光谱图，从荧光光谱图中得出随着水的加入，荧光强度随水的增加呈现出增强效果，该荧光探针能够用于丙酮中水的检测。

18、本发明检测有机溶剂(丙酮)时，在微量水存在的条件荧光峰强度发生变化，荧光强度随着水的加入而增强，该荧光指示剂能够用于丙酮中水的检测，在水的滴定试验中，随着水的加入，在含水量与荧光强度之间存在线性关系，该荧光指示剂能够用于丙酮中水含量的检测。

19、优选的是，将荧光探针用丙酮溶解后，配成浓度为5.0×10-4mol/l的储备液，在5ml玻璃瓶中加入1980μl经过分子筛干燥过后的丙酮，然后加入20μl储备液，进行第一次荧光测试，然后加入2μl纯净水，进行第二次荧光测试，此后每往其中加入2μl纯净水便进行一次测试，得到荧光光谱图，随着纯净水的加入，荧光强度出现增强效果，含水量与荧光强度之间存在线性关系，该荧光探针能够用于丙酮中水含量的检测。

20、本发明至少包括以下有益效果：

21、(1)基于本发明的实验结果，可以证明在四氢呋喃、二甲亚砜和丙酮中检测水的荧光指示剂是一类新型的高灵敏度的荧光传感分子；由于制备的荧光探针tnb对外部环境比较敏感，而水具有很强的极性，随着水的加入，荧光探针tnb分子与水分子形成氢键。

22、(2)本发明的试剂制备方法简单，试剂在有机溶剂中通过荧光强度变化从而检测水含量，该试剂及其研究为有机溶剂中水的检测奠定了理论基础，为新型水传感器提供了新的思路和方法。

23、本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。