[发明专利]一种甲酰基硫脲桥联二茂铁-罗丹明B螺内酰胺多通道响应受体分子及其合成方法和应用

说明书

本发明公开了一种甲酰基硫脲桥联二茂铁‑罗丹明B螺内酰胺多通道响应受体分子及其合成方法和应用。以甲酰基硫脲为桥联结构将二茂铁和罗丹明B螺内酰胺组合成反应型光电活性受体分子，利用Hg²⁺离子特异性促进脱硫关环反应生成1,3,4‑噁二唑杂环，同时打开罗丹明B螺内酰胺环，实现了基于电化学、紫外可见和荧光光谱等技术对水相或细胞中Hg²⁺离子的选择性高效快速检测，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于光电功能材料领域，具体涉及一种甲酰基硫脲桥联二茂铁-罗丹明B螺内酰胺多通道响应受体分子的设计、合成方法及其应用。

背景技术

汞是一种剧毒元素，汞及其化合物是全球最引人关注的环境污染物之一，在环境中分布广泛，直接对土壤，空气和水源造成极大的污染((1)Boening,D.W.Chemosphere2000,40,1335-1351.(2)Hylander,L.D.；Goodsite,M.E.Sci.Total Environ.2006,368,352-370.)。尤其是流入水体的无机汞化合物可进一步转化为毒性更大的有机汞化合物，经食物链进入人体蓄积，严重损害神经系统、肾脏和肝脏等器官，威胁人类的健康((1)Harris,H.H.；Pickering,I.J.P.；George,G.N.Science 2003,30,1203-1204.(2)Clarkson,T.W.；Magos,L.；Myers,G.J.N.Engl.J.Med.2003,349,1731-1737.(3)Onyido,I.；Norris,A.R.；Buncel,E.Chem.Rev.2004,104,5911-5930.(4)Zahir,F.；Rizwi,S.J.；Haq,S.K.；Khan,R.H.Environ.Toxicol.Pharmacol.2005,20,351-360.(5)Carvalho,C.M.L.；Chew,E.H.；Hashemy,S.I.；Lu,J.；Holmgren,A.J.Biol.Chem.2008,283,11913-11923.(6)Nolan,E.M.；Lippard,S.J.Chem.Rev.2008,108,3443-3480.)。因此，严格控制重金属汞的使用，特别是建立科学有效的方法实时监测流入环境中的微量重金属汞，对环境生态保护、食品安全以及疾病监测具有重要的意义。

目前，多种分析技术已被用于测定汞离子，主要包括仪器分析技术(如原子吸收、发射、荧光光谱等)、荧光探针技术((1)Nolan,E.M.；Lippard,S.J.Chem.Rev.2008,108,3443-3480.(2)Kim,H.N.；Lee,M.H.；Kim,H.J.；Kim,J.S.；Yoon,J.Chem.Soc.Rev.2008,37,1465-1472.(3)Chen,X.；Pradhan,T.；Wang,F.；Kim,J.S.；Yoon,J.Chem.Rev.2012,112,1910-1956.(4)Wu,D.；Sedgwick,A.C.；Gunnlaugsson,T.；Akkaya,E.U.；Yoon,J.；James,T.D.Chem.Soc.Rev.2017,46,7105-7123.)和电化学传感技术((1)Beer,P.D.；Gale,P.A.；Chen,G.Z.Coord.Chem.Rev.1999,185-186,3-36.(2)Molina,P.；Tárraga,A.；Caballero,A.Eur.J.Inorg.Chem.2008,3401-3417.)。其中，仪器分析技术虽然灵敏度高、选择性好，但需要昂贵的仪器设备和繁琐的样品预处理，尤其是无法实现汞离子的定位检测；荧光探针技术除具有灵敏度高、选择性好、响应时间短等优点，还为汞离子的定位检测提供了保障，但检测手段相对单一，应用范围受到一定的限制。显然，将荧光探针和电化学探针科学结合，设计合成具有光电多通道响应功能的受体分子，满足不同条件下通过多种方式高效监测汞离子的目的，是一种更为便捷和有效的策略。