[发明专利]单一选择性比色识别氟离子受体有机凝胶及其制备和应用

说明书

技术领域

本发明属于阴离子检测技术领域，涉及一种氟离子受体有机凝胶，尤其涉及一种氟离子受体1-（3,4-二(十六烷氧基)苯亚甲基）2-（-4-硝基苯基）腙的有机凝胶；本发明同时还涉及该氟离子受体有机凝胶比色识别氟离子的应用。

背景技术

氟是人体所必需的微量元素之一，摄入微量氟有助预防龋齿，但摄入过多会对人体造成危害。过量的摄入氟离子会导致氟中毒，轻度氟中毒危害人牙胚的造釉细胞，严重的氟中毒可以引起骨骼发生氟性骨硬化，骨质变硬、骨质增生，还会使骨关节活动受限，甚至弯腰驼背、瘫痪，完全丧失劳动能力。因此，氟离子的定性和定量检测在生命科学和环境检测领域有重要的应用。然而，在通常情况下，氟离子通过离子选择电极、¹⁹F NMR核磁共振等方法检测，这些方法需要昂贵的仪器和复杂的测试程序。因此，有必要开发简便有效且成本低廉的氟离子检测方法和试剂。目前人们已经开发出了一些能在溶液中比色检测氟离子的受体分子。但是，溶液中比色检测阴离子仍然需要配制溶液，溶液不便携带和保存。比较而言，如果开发出能稳定存放且易于携带、保存和使用的阴离子比色检测的试剂，将更有应用价值。

近年来，超分子有机凝胶由于其特殊的性质受到了广泛地关注。超分子有机凝胶是一种低分子量的有机化合物（凝胶因子）在有机溶剂中通过氢键、范德华力、π-π堆积作用等分子间弱相互作用自组装形成的超分子软材料。这种材料由于具有固体的形态，同时又包含了大量溶剂分子，因此同时具有固体和溶液的一些优点：超分子凝胶中，凝胶因子和溶剂分子以自组装的形式固定在超分子凝胶中，因此它们具有溶液的性质，可以进行与溶液中相同的一些反应，例如当在超分子有机凝胶中加入固体待测样品时它可以直接溶解待测样品而实现对待测样品的检测，这将简化样品的检测过程。同时超分子凝胶材料又具有类似于固体的形态和稳定性，具有易于保存，便于使用等优点。目前，文献报道的超分子凝胶材料往往结构复杂，难以合成。另外，文献报道的离子响应型超分子凝胶材料往往会对多种离子的刺激产生响应，因此无法实现对特定离子的单一选择性识别。例如Zhang, Y. M.; Lin, Q.; Wei, T. B.; Qin, X. P.; Li, Y. Chem. Commun.,2009, 6074报道的氟离子响应型超分子凝胶往往会受到醋酸根，磷酸二氢根等碱性阴离子的干扰而无法实现对氟离子的单一选择性识别。有鉴于此，我们对离子识别型凝胶的识别位点做了针对性的设计，实现了对氟离子的单一选择性比色识别。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种单一选择性比色识别氟离子受体有机凝胶； 

本发明的另一目的是提供该氟离子受体有机凝胶在色识别氟离子的应用。

（一）氟离子受体的制备

本发明氟离子受体的制备方法，是以无水乙醇为溶剂，冰乙酸为催化剂，1-3,4-二(十六烷氧基)苯甲醛与4-硝基苯肼以0.5:1~2:1的摩尔比，于60~90℃下反应1~9h；反应结束后冷却，抽滤，得黄色固体；用CHCl₃-EtOH重结晶，得到产物1-（3,4-二(十六烷氧基)苯亚甲基）2-（-4-硝基苯基）腙。

催化剂冰乙酸的用量为4-硝基苯肼摩尔量的5~15%。

合成产物的命名为1-（3,4-二(十六烷氧基)苯亚甲基）2-（-4-硝基苯基）腙，其结构式如下：