[发明专利]一种咪唑类环蕃受体及其合成方法和对铁离子及磷酸二氢根离子的识别应用

说明书

本发明公开了一种快速合成纯化咪唑类环蕃受体的方法及其对铁离子和磷酸二氢根离子的识别应用，属于离子检测领域。本发明的荧光受体分子是通过高度稀释法合成的，二咪唑鎓环蕃1和四咪唑鎓环蕃2的产率分别为36%和45%，总产率高达81%，两个受体分子均可在水溶液中选择性识别Fe³⁺，对Fe³⁺的最低检测限分别为0.072 mg/L和0.191 mg/L。在乙腈溶液中均可选择性识别H₂PO₄⁻，H₂PO₄⁻的加入引起了明显的荧光红移，红移位移分别为75 nm和81 nm，对H₂PO₄⁻的最低检测限分别为0.074 mg/L和0.027 mg/L，这两个受体均可用于Fe³⁺和H₂PO₄⁻的荧光快速检测。

技术领域

本发明属于离子检测领域，具体涉及一种快速合成纯化咪唑类环蕃受体的方法及其对铁离子和磷酸二氢根离子的识别应用。

背景技术

许多过渡金属因其独特的性质，对生命过程的正常运行起着举足轻重的作用。比如Fe³⁺作为人体中含量最多的微量元素，在人体健康和生命过程中都扮演着重要角色。Fe³⁺主要存在于人体血红蛋白和肝脏中，并参与了氧化还原反应、电子转移和氧气运输等生理过程。(a) Liu X. J., Zhang M., Yang M. P., et al. Tetrahedron, 2015, 71, 8194-8199. Fe³⁺的缺乏或过量会导致多种疾病，如糖尿病、贫血、肝肾损害、心脏病和帕金森等。(b) Narayanaswamy N., Govindaraju T., Sensors and Actuators B: Chemical.2012, 161, 304–310; (c) Xu J. H., Hou Y. M., Ma Q. J., Wu X. F., Wei X. J.Spectrochim Acta A Mol Biomol Spectrosc.2013, 112, 116–124. Fe³⁺在生命系统和环境中如此重要，怎样定性定量地去检测Fe³⁺变得很有研究意义。阴离子在众多方面也非常重要，例如在生命科学中，H₂PO₄^-被认为参与了代谢过程、信号转导和能量储存，并成为DNA和RNA骨架构建的基础。设计合成对磷酸二氢根离子具有识别作用的受体分子具有很重要的意义。(d) Zhang D., Jiang X., Yang H., Martinez A., Feng M., Dong Z., Gao G.Org. Biomol. Chem. 2013, 11, 3375–3381。

荧光探针在识别客体方面，因其具有高灵敏性、高选择性、简单性、可实时远程监测而成为一种强大的检测手段，被广泛应用于对离子的检测中。(e) Li P., Ji C., MaH., et al. Chemistry-A European Journal, 2014, 20, 5741-5745. 其中环蕃类受体表现出比开链受体更好的识别性能，因而得到了更广泛的关注。