[发明专利]一种铜离子罗丹明类紫外探针及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种铜离子罗丹明类紫外探针及其制备方法与其在检测铜离子中的应用。所述铜离子罗丹明类紫外探针的结构式为：制备方法为：将罗丹明B溶于溶剂中，室温条件下搅拌并滴加入水合肼，回流反应，冷却至室温，旋转蒸发，得粗产物，提纯，得到罗丹明酰肼；将罗丹明酰肼、4‑溴‑2‑羟基苯甲醛溶于溶剂中，氮气保护下，回流12～15h，冷却，提纯，即得罗丹明类紫外探针RhBr。本发明得到的罗丹明类的紫外探针为固体粉末，便于贮藏，并且与4‑溴‑2‑羟基苯甲醛直接反应所得，合成方法简单、收效高、成本低，具有较好的应用前景，可用于铜离子的检测。

技术领域

本发明涉及一种铜离子罗丹明类紫外探针及其制备方法与应用，属于探针技 术领域。

背景技术

铜是人体不可缺少的元素之一，它主要存在于肝、脑、肾，对有机生物体的 生理过程起着至关重要的作用。铜含量过高或者过低都会影响人的身体健康。缺 铜会引起骨质疏松，但摄入量过多，轻者引起嗜睡和血压升高，重者则会引起神 经变性类疾病，例如帕金森病，朊病毒和阿尔茨海默病等。总之，铜污染不仅会 影响生态环境中动、植物和微生物的生长和土壤酶的活性，而且铜元素会以各种 形式在体内富集，最终对人体生命健康造成不良后果。除此之外，铜元素在化学、 环境、医学以及生命科学等领域中都具有重要意义和重大作用，因此，在生态环 境和医学方面检测铜离子是非常重要的。

目前常见的检测铜离子的分析方法包括光学分析法、容量分析法、铜离子选 择电极法、离子色谱法工等方法。在这些众多的检测方法中比色探针由于其特有 的优点而成为研究人员关注的焦点。然而，目前报道的比色探针仍存在一些问题， 包括合成复杂、选择性不够好、响应速度不够快等缺点，所以开发出新的比色探 针成为了急需解决的新课题。

罗丹明染料被广泛用作荧光探针和传感器，在电磁波谱的可见光区具有高吸 收系数、广泛的荧光，高的荧光量子产率和光稳定性，通过激活螺内酯或螺内酰 胺部分中的羰基与金属离子络合。通常，罗丹明衍生物的螺内酰胺形成是非荧光 的，而其开环的酰胺体系会产生粉红色的颜色变化和强烈的荧光发射。但由于铜 离子的顺磁性会导致荧光猝灭现象，所以罗丹明染料常被用来作为铜离子的紫外 比色探针。

中国专利201710849342.4“一种铜离子的比色检测探针”所述的吡啶甲酸酯 化合物，通过紫外检测方法，用于检测水体中的Cu²⁺，并取得了高的灵敏度和选 择性。该方法不需要大型仪器，可实现原位快速检测，检测限低，可应用于更多 条件和范围，并且操作简单造价低，所用试剂和操作过程无毒副作用。中国专利201610761092.4“一种银包金纳米棒比色探针可实现裸眼用于检测Cu²⁺。该方法 快速有效，而且简便，有良好的选择性、灵敏度和很强的抗干扰能力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种罗丹明类紫外探针及其制备和应 用，该探针对铜离子有很好的选择性，在污水处理应用中不仅方便而且具有较好 的使用效果。

为了解决上述问题，本发明提供了一种铜离子罗丹明类紫外探针，其特征在 于，结构式如式I所示：

本发明还提供了一种上述铜离子罗丹明类紫外探针的制备方法，其特征在 于，包括以下步骤：

步骤1)：将罗丹明B溶于溶剂中，室温条件下搅拌并滴加入水合肼，回流 反应，冷却至室温，旋转蒸发，得粗产物，提纯，得到罗丹明酰肼(Rha)；其中 罗丹明B与水合肼的摩尔比为1∶1～1∶3；

步骤2)：将罗丹明酰肼、4-溴-2-羟基苯甲醛溶于溶剂中，氮气保护下，回 流12～15h，冷却，提纯，即得罗丹明类紫外探针RhBr。

优选地，所述步骤1)中提纯具体为：将盐酸加入粗产物中，溶解、搅拌， 再加入NaOH溶液，调节pH值为9～10，沉淀析出后过滤即可。