[发明专利]罗丹明6G酰肼水杨醛希弗碱、合成方法及在铜离子含量测定的应用

说明书

技术领域

本发明属于水样中铜离子的分析测定领域，涉及利用一种特异性对铜离子显色的有机染料溶液制作溶液及其应用。

背景技术

铜离子是一种广泛存在于环境中的常见重金属离子，它在人体内的适量存在有益于维持机体的正常工作，如参与体内的造血作用、酶反应以及一些氧化还原过程等等。但若体内的铜离子的代谢平衡遭到破坏，如铜离子缺乏或过量，则有可能导致一系列疾病，如Menkes综合症和Wilson综合症等。因而，检测与人类生活相关的各种水质中铜离子的含量非常重要。我国生活饮用水标准(GB 5749-85)规定饮用水中铜离子含量不得高于1.0ppm，海水水质标准(GB 3097-1997)要求第一至第四类海水中铜离子含量必须分别不高于0.005、0.01、0.05、0.05ppm。

目前常用于分析铜离子的方法有阳极溶出法、原子吸收光谱法、分光光度法和荧光光谱法。其中离子色谱法、原子吸收光谱法仪器复杂，分析测试耗时较长；分光光度法和荧光光谱法仪器简便，分析迅速，更适合于水样中铜离子含量的分析。

目前已知的测定水样中铜离子的方法(如国标法GB 7474-87，二乙氨基二硫代甲酸钠分光光度法)存在如下的缺陷：

1、需要使用高毒性的有机溶剂(如四氯化碳)进行萃取操作

2、操作繁琐，容易引入误差

3、铁、钴、镍等过渡金属离子干扰较大，往往需要加入掩蔽试剂

发明内容

为解决这些问题，本发明提供了一种溶液，其试剂具备与含有铜离子的水样混合后由无色变为红色的特性。该溶液用于水样中铜离子的测定时，仅使用无毒的乙醇/水混合物作为溶剂，操作简单(只需简单混合即可)，对铜离子以外的各种离子抗干扰能力很强，并且由于显示红色(人眼对红色最为敏感)且对微量铜离子显色明显，可用于肉眼直接观测红色的产生来定性测定水样中铜离子。

本发明使用的是分光光度法，利用一种特异性对铜离子显色的有机染料分析测定水样中铜离子的含量。另外，由于本发明所指的溶液对铜离子的显色为红色，可实现肉眼直接观测半定量分析。

本发明将这种有机染料的乙醇/水混合溶液用于多种水样中铜离子含量的测定。当将待测水样与该溶液以一定体积比混合后，即可通过液体是否由无色变为红色来定性判断水样中铜离子的大致含量，进一步可通过分光光度计在475～550nm进行精确的定量分析。

本发明合成了一种新物质：罗丹明6G酰肼水杨醛希弗碱，其特征在于，分子结构式如下：

其外观为无色到浅粉色固体粉末，溶于N，N-二甲基甲酰胺、二氯甲烷，微溶于乙醇，不溶于水。分子式C₃₃H₃₂N₄O₃，电喷雾软电离正离子质谱信号为质荷比533.3，在氘代氯仿中的核磁共振氢谱信号为(化学位移，单位ppm)：1.30(6个氢)，1.87(6个氢)，3.20(4个氢)，3.45～3.65(2个氢)，6.31(2个氢)，6.44(2个氢)，6.75(1个氢)，6.86(1个氢)，7.05(1个氢)，7.12(1个氢)，7.15(1个氢)，7.52(2个氢)，8.00(1个氢)，9.12(1个氢)，10.91(1个氢)。

罗丹明6G酰肼水杨醛希弗碱的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将1当量质量的罗丹明6G溶解在20～60当量质量的乙醇中，加入0.25～4当量质量的水合肼，在30～80摄氏度下反应8～48小时，冷却，过滤出产生的沉淀；

2)将1当量质量的上述沉淀溶解在15～1000当量质量的体积比为3∶1～1∶3的乙醇/二氯甲烷混合溶剂中，加入0.5～4当量质量的水杨醛，在50～75摄氏度下反应12～96小时，减压除去溶剂，用乙醇清洗固体残留物，干燥，得到罗丹明6G酰肼水杨醛希弗碱。

应用罗丹明6G酰肼水杨醛希弗碱进行水样中微量铜离子含量测定的溶液，其特征在于，包括以下质量百分含量各种组分：0～98.99％乙醇，99.99～1％pH值5～9的醋酸/醋酸钠缓冲溶液，该缓冲溶液中醋酸总浓度为每升1～100毫摩尔，0.01％N，N-二甲基甲酰胺和1～100ppm罗丹明6G酰肼水杨醛希弗碱。

上述溶液的应用，其特征在于，将待测水样与所述溶液按体积比9∶1至1∶9混合，在10～45摄氏度下度放置1～60分钟后，通过分光光度计在475～550nm范围内或肉眼直接观测对含铜离子的水样进行分析测定。