[发明专利]双边希夫碱传感器及其合成和在荧光比色连续识别Cu2+和H2PO4-的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种双边希夫碱传感器分子，尤其涉及一种基于联大茴香胺和2-羟基-1-萘甲醛的希夫碱传感器分子；本发明同时还涉及该希夫碱传感器分子的合成以及在荧光比色连续识Cu²⁺和H₂PO₄^-的具体应用，属于化学合成领域和离子检测技术领域。

背景技术

铜是人体必需的微量元素，铜广泛分布于生物组织中，大部分以有机复合物存在，很多是金属蛋白，以酶的形式起着功能作用。每个含铜蛋白的酶都有它清楚的生理生化作用，生物系统中许多涉及氧的电子传递和氧化还原反应都是由含铜酶催化的，这些酶对生命过程都是至关重要的。

磷是生命体的重要元素，存在于人体所有细胞中，是维持骨骼和牙齿的必要物质，几乎参与所有生理上的化学反应。磷还是使心脏有规律地跳动、维持肾脏正常机能和传达神经刺激的重要物质。没有磷时，烟酸（又称为维生素B₃）不能被吸收；磷的正常机能需要维生素（维生素食品） D 和钙（钙食品）来维持。在自然界中，磷以磷酸盐的形式存在。在含磷化合物中，磷原子通过氧原子而和别的原子或基团相联结。因此在人体中检测识别Cu²⁺和H₂PO₄^-的存在以及含量是必不可少及其重要的。

到目前为止，已经有大量的能够用于检测Cu²⁺和H₂PO₄^-的化学、物理传感器被报道，但是这些传感器大多数需要昂贵的设备、复杂的操作并且响应时间往往比较长，这就很大程度地限制了这些传感器的应用和发展。因此， 设计操作简便、成本低廉、选择性好并且能够在含水体系中检测Cu²⁺、H₂PO₄^-的比色、荧光传感器成为目前研究的热点。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够高选择性、高灵敏度、荧光比色双通道续检测Cu²⁺和H₂PO₄^-的双边希夫碱传感器分子；

本发明的另一目的是提供上述双边希夫碱传感器分子的合成方法；

本发明还有一个目的，就是提供该双边希夫碱传感器分子在荧光比色连续识别Cu²⁺和H₂PO₄^-的具体应用。

一、双边希夫碱传感器分子

本发明的希夫碱传感器分子，一种基于联大茴香胺和2-羟基-1-萘甲醛的双边希夫碱传感器分子，其命名为3,3'-二甲氧基-1,1'-二联苯双萘酚，标记为M。其结构式如下：

由上述结构是看出，双边希夫碱受体分子M具有荧光团萘环结构，且萘环上有-OH，希夫碱有-C=N-结构，金属离子Cu²⁺易与N、O原子配位形成配合物，因而能实现对Cu²⁺识别。在传感器分子M和Cu²⁺形成的配合物中加入H₂PO₄^-，使Cu²⁺和H₂PO₄^-形成更稳定的络合物，将Cu²⁺从受体中竞争下来，从而达到连续识别Cu²⁺和H₂PO₄^-的目的。

二、双边希夫碱传感器分子的合成

本发明希夫碱传感器分子的合成，是以N,N-二甲基甲酰胺（DMF）为溶剂， 3,3′-二甲氧基联苯胺和 2-羟基-1-萘甲醛为底物，冰乙酸为催化剂，于80~85℃下回流反应8~10小时；冷却析出红色沉淀物，抽滤，洗涤，DMF重结晶，得到呈红色粉末的化合物—3,3'-二甲氧基-1,1'-二联苯双萘酚，即为双边希夫碱传感器分子M。

底物3,3′-二甲氧基联苯胺与 2-羟基-1-萘甲醛的摩尔比为1:1~1:1.2；

催化剂冰乙酸的用量为反应底物总摩尔量的10~12%。

三、传感器分子M的识别性能

1、传感器分子M对Cu²⁺的荧光比色识别性能