[发明专利]偶氮硫脲类阴离子受体及其制备方法、应用

说明书

技术领域

本发明涉及阴离子受体领域，特别涉及一种偶氮硫脲类阴离子受体及其制备方法、应用。

背景技术

生物体和人类环境中普遍存在着阴离子，因此阴离子识别在生命科学、医药科学、环境科学等领域都占据及其重要的角色。比如，生命科学中，酶基体和辅酶大多为阴离子,基因信息的携带者DNA为聚阴离子，二羧酸根阴离子在许多新陈代谢过程中担任重要角色。医药科学中，体内氯离子浓度的测定对患有泡状纤维疾病患者的检测及治疗也极其重要；醋酸根可以治疗尿毒症，而体内醋酸根过量则会产生呕吐、血压低甚至导致死亡。环境科学中，因磷氮化肥过度使用而可能导致水资源的富营养化；硝酸盐代谢物可以诱发生物体癌变；氟离子在骨质疏松症状的缓解及治愈、牙齿的保养方面起重要作用，但是过量的氟离子又会导致氟中毒，例如氟牙斑、氟骨癌等疾病。因此合成对阴离子具有选择性识别作用的受体分子备受青睐。中国专利CN102241698A报道了一种用于氟离子检测技术，但是该专利只能检测氟离子，而且制备方法复杂。目前关于二羧酸根的阴离子检测还未见报道。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种氮硫脲类阴离子受体及其制备方法、应用。所述技术方案如下：

一种偶氮硫脲类阴离子受体，其特征在于：所述偶氮硫脲类阴离子受体的分子结构式如式1所示：

一种制备上述偶氮硫脲类阴离子受体的方法，其步骤包括：

(1)将3,5-二氯-4(2,6-二氯-4-氨基)偶氮苯胺溶解在甲醇和乙酸乙酯体积比为1-10：1的混合溶剂中，再加入2～10摩尔当量的正丁基异硫氰酸酯进行取代反应，在60-80℃下反应8-24小时后冷却，得到单取代偶氮硫脲产品和双取代偶氮硫脲产品混合物；

(2)分离出步骤(1)中混合物里的单取代偶氮硫脲产品和双取代偶氮硫脲产品后，将单取代偶氮硫脲产品重新溶解在甲醇和乙酸乙酯体积比为1-10：1的混合溶剂中，再加入2～10摩尔当量的正丁基异硫氰酸酯进行取代反应，在60-80℃下反应8-24小时后冷却，得到双取代偶氮硫脲产品；

(3)将步骤(2)中的双取代偶氮硫脲产品进行分离纯化，即可得到所述偶氮硫脲类阴离子受体。

优选的，所述步骤(1)中3,5-二氯-4(2,6-二氯-4-氨基)偶氮苯胺是通过2,6-二氯对硝基苯胺进行重氮化反应得到的。

优选的，所述步骤(2)和步骤(3)中的分离是利用层析柱分离单取代偶氮硫脲产品和双取代偶氮硫脲产品，所用的洗脱剂为石油醚和乙酸乙酯的混合溶液。

优选的，所述步骤(3)中的双取代偶氮硫脲产品的纯化是指，先将分离出的双取代偶氮硫脲产品用乙酸乙酯溶解后，加入5-10倍体积的石油醚使双取代偶氮硫脲产品析出，然后过滤并干燥。

一种上述偶氮硫脲类阴离子受体的应用，其特征在于：在偶氮硫脲阴离子受体的DMSO溶液中加入卤素阴离子，通过裸眼观察溶液颜色变化以及紫外吸收光谱识别F^-离子。

一种上述偶氮硫脲类阴离子受体的应用，其特征在于：在60-80w的可见光灯照射下使偶氮硫脲类阴离子受体部分转化为顺式结构，然后在光照后的偶氮硫脲阴离子受体的DMSO溶液中加入二羧酸阴离子，通过裸眼观察溶液颜色变化以及紫外吸收光谱识别壬二酸根离子。

优选的，所述偶氮硫脲阴离子受体在DMSO溶液中的浓度为5×10^-5-5×10^-4mol/L。

优选的，所述加入的卤素阴离子或二羧酸阴离子为阴离子的DMSO溶液，其中阴离子在DMSO溶液中的浓度为1×10^-3-1×10^-2mol/L。

优选的，所述可见光灯为红外光灯。

本发明的偶氮硫脲类阴离子受体合成路线如下：

用本发明方法制备得到的偶氮硫脲类阴离子受体的分子表征为：

偶氮硫脲类阴离子受体：¹HNMR(400MHz，DMSO-d₆)：0.92(t，6H，-CH₃)，0.94-0.90(m，4H，-CH₂-)，1.59-1.37(m，4H，-CH₂-)，3.50(d，4H，-CH₂-)，7.85(s，4H，Ar-H)，8.32(s，2H，-NH-)，9.96(s，2H，-NH-)。