[发明专利]一种识别氟离子的荧光探针及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一类光学检测氟离子的荧光探针，尤其是水环境中的氟离子的荧光探针。

背景技术

生物体中的阴离子在信号传导，维持电荷平衡等多方面起着重要的作用，由此致使对阴离子的检测也尤为重要，氟离子作为生物阴离子中一个重要的成员，其含量的多少对身体健康影响重大。世界卫生组织规定安全饮用水中氟离子的含量不得超过1ppm，长期饮用氟离子浓度过高的饮用水人群常会患有氟斑牙，甚至氟骨病；若饮用水中氟离子的浓度过低则会导致龋齿。

迄今为止，对氟离子荧光探针的设计可分为三大类：第一类：利用与氟离子形成氢键从而改变共轭结构，光学性质来进行检测；第二类：利用与路易斯酸作用检测氟离子；第三类：通过氟离子的特征反应来检测。通常通过第一类和第二类设计原理的到得荧光探针往往会受到其他阴离子的干扰，对定量测量造成一定的困扰；第三类方法虽然在一定程度上解决了前两类方法的缺陷，但是它与前两类方法一样，很难应用于水体系，且不能即时检测。

以上方法在实际检测中都存在着不足，本发明经过理论及实验验证，发现硅烷基化的质子转移化合物可以克服上述氟离子荧光探针所存在的问题，能够快速，定量的检测水溶液中的氟离子，同时还可以将检测试剂做成试纸，更方便使用和携带。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一类快速选择性检测氟离子的荧光化合物。

本发明的目的之二在于提供这类荧光探针的制备与应用方法。

本发明的目的之三在于提供由这类化合物所制备的氟离子检测试纸。

本发明提供了式I化合物：

其中，X₁为O或S；X₂，X₃，X₄，X₅，X₆独立的选自CR，N；

取代酰亚胺的位置处于苯并噻唑的间位或者对位；

R₁选自：H、烷基、烷氧基、烯基、炔基、环烷基、芳基、芳氧基、杂芳基、杂环基，上述基团可以被取代基取代；

R₂，R₃，R₄独立地选自：H、烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基，上述基团可以被取代基取代；

R，R₅，R₆，R₇，R₈，R₉，R₁₀独立地选自：H、烷基、烷氧基、卤素、羟基、硝基、氰基、-COR₁₁、-COOR₁₁、CONR₁₂R₁₃、NR₁₂R₁₃、烯基、炔基、环烷基、芳基、芳氧基，上述基团可以被取代基取代；

R₁₁、R₁₂、R₁₃独立地选自：H、烷基或芳基。

所述的烷基代表碳原子数为1-6的直链或支链烷基，例如，甲基、乙基、丙基、丁基、异丁基、叔丁基等，

所述的烯基代表碳原子数为2-6的直链或支链烯基，

所述的炔基代表碳原子数为2-6的直链或支链炔基，

所述的环烷基代表具有3-6个环原子的碳环，

所述的芳基指具有3-14个碳原子的单环或多环芳族基团，代表性的芳基包括：苯基、萘基等；

所述的杂芳基指具有1-4个选自N、S、O杂原子的单环或多环杂芳族基团，代表性的杂芳基包括：吡啶、嘧啶、咪唑、噻唑、吲哚等。

所述的杂环基指具有1-4个选自N、S、O杂原子的饱和或不饱和的单环或多环杂环基团，代表性的杂环基包括：哌嗪、吗啉等。

所述任选取代的取代基为：卤素、羟基、硝基、氨基、氰基、烷基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基、烷酰基、芳基、芳氧基、芳酰基、烷氧基羰基、芳氧基羰基等。

本发明优选的技术方案是

其中，X₁为O或S；X₂，X₃，X₄，X₅，X₆独立的选自CR，N；

取代酰亚胺的位置处于苯并噻唑的间位或者对位；

R₁选自：H、烷基、烷氧基、烯基、环烷基、芳基、芳氧基、杂芳基，上述基团可以被取代基取代；