[发明专利]9,9’‑(N‑苯基‑N,N‑4,4’‑二苯基)双荧光酮试剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于荧光酮类化合物的技术领域，具体涉及一种9,9’-(N-苯基-N,N-4,4’-二苯基)双荧光酮试剂的制备方法及应用。

背景技术

苯基荧光酮类试剂是一类酸性三苯甲烷类有机染料试剂，多为红色固体，难溶于水，易溶于酸化后的乙醇，表面活性剂存在下能显著提高该类试剂的溶解度及与金属离子显色反应的灵敏度。该类试剂是具有共轭大π键的刚性平面大分子试剂，因此，具有较强的荧光性能，另外，由于在吡喃环的2,3和7位有3个羟基，羟基中氧原子有2个孤对电子，或在碱性介质中羟基易形成氧负离子，能与金属离子的空轨道形成配位键[黄应平,张华力.冶金分析,1977.17(4)]。在阳离子表面活性剂或非离子表面活性剂存在下，于酸性介质或碱性介质中，该试剂能与重金属离子发生显色反应，形成稳定的蓝色或红色配合物，已广泛用于分光光度法检测某些金属离子[周名成,杨高强.分析化学,1987.15(4):361]，现已成为光度法检测重金属离子含量的灵敏试剂之一。苯基荧光酮(PF)的结构式为：

苯基荧光酮类试剂具有易合成、检测成本低、操作方便等优点，备受人们的关注。但其灵敏度和选择性还有待进一步改善，并且该类试剂通常只用于光度分析，作为荧光试剂用于金属离子的荧光检测报道较少。根据增大有机试剂分子的共轭体系或有机试剂分子中引入取代基能提高有机试剂显色反应的灵敏度的原理[白桦.荧光酮试剂的改性及其在光度分析中的应用研究,江南大学.2006年硕士论文]，芳环结构由于具有很好的推电子或拉电子能力，被认为是设计和合成具有强双光子诱导上转换荧光和双光子吸收截面的有机分子的有效试剂[Abboto,A.,Beverina,L.,Bozio,R.,et al.Orglett..2002.4:1495-1498]。

发明内容

本发明旨在提供一种9,9’-(N-苯基-N,N-4,4’-二苯基)双荧光酮试剂的制备方法及应用，解决现有技术中存在检测重金属离子的试剂灵敏度和选择性不够理想的问题，将具有较大共轭程度和荧光特性的三苯胺通过甲酰化反应制得4,4’-二甲酰基三苯胺，再与偏三酚三乙酸酯反应合成灵敏度高、选择性好的9,9’-(N-苯基-N,N-4,4’-二苯基)双荧光酮试剂(简称9,9’-NNBPBF)。该试剂能在碱性介质中用于光度法Zn²⁺的检测，也可用于Cu²⁺的荧光猝灭检测。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种9,9’-(N-苯基-N,N-4,4’-二苯基)双荧光酮(简称9,9’-NNBPBF)，其结构式为：

本发明提供了一种9,9’-(N-苯基-N,N-4,4’-二苯基)双荧光酮的制备方法，包括以下步骤：

包括以下步骤：

(1)对苯醌的合成：

将对苯二酚在50℃热水中溶解，然后等冷却至20℃时慢慢滴加浓H₂SO₄，用碎冰控制反应温度在20～30℃，然后用恒压滴液漏斗缓慢滴加K₂Cr₂O₇溶液；反应完后抽滤得对苯醌粗品，用冷水洗涤干燥得到黄色对苯醌；

所述对苯二酚与K₂Cr₂O₇的质量配比为：1:1.64；每1g对苯二酚需要使用1mL浓H₂SO₄；

(2)偏三酚三乙酸酯的合成：

向乙酸酐和浓硫酸混合液中，在剧烈搅拌下分批加入对苯醌，整个过程中反应温度控制在40～50℃；继续搅拌冷却到室温，然后将其倒入盛有冰水的烧杯中，立即有大量的白色沉淀析出，静置抽滤，乙醇重结晶得白色产物偏三酚三乙酸酯；

所述乙酸酐和浓硫酸的体积比为20:1，乙酸酐和对苯醌的质量配比为：4.55:1；

(3)4,4’-二甲酰基三苯胺(FTA)的合成及纯化：