[发明专利]一种高灵敏度快速检出光气的荧光探针及其合成方法与应用

说明书

本发明公开了一种高灵敏度快速检出光气的荧光探针及其合成方法与应用，该探针化合物为3,6‑二(1,2,2‑三苯乙烯基)苯‑1,2‑二胺，命名为DATPE，其结构式如式(1)所示，是以邻苯二氨基作为光气反应位点，二(三苯乙烯基)为荧光发色团；其合成方法是苯并噻二唑单元还原为邻苯二氨基的开环反应。本发明的探针DATPE可固化涂抹到滤纸上制备检测试纸，实现对气相中光气实时、可视化的监测。本发明的探针DATPE及其试纸条对光气检测具有灵敏度高、选择性好、便携等优势，且合成方法步骤简单，反应条件温和，具有良好的发展前景。

技术领域

本发明属于剧毒危险气体检测技术领域，涉及一种荧光探针，具体涉及一种高灵敏度快速检出光气的荧光探针及其合成方法与应用。

背景技术

光气(COCl₂)是一种具有窒息性的剧毒气体，暴露在光气下会刺激眼睛和皮肤，吸入光气会引发肺水肿、急性呼吸窘迫综合征，严重者会诱发死亡。同时，光气又是一种重要的化工基础原料，被广泛应用于工业化学过程中以生产各种有机中间体、农药和药品。工业生产中的意外泄露或被用于化学恐怖袭击事件，对环境和公共安全等构成了严重的威胁。因此，开发一种方便、快捷、可靠的用于实时检测光气的方法，具有十分重要的意义。

目前，基于不同机理检测光气的方法有很多，如气相色谱-质谱联用、拉曼光谱、电化学传感器等；通常这些方法多数需要比较昂贵的专用仪器或复杂的操作方法。与之相比，基于比色法或荧光探针法具有便携、操作简单等优点，受到广泛的关注。

大多数已报道的荧光探针对含光气的响应速度较慢，检测限较高，选择性较差。因此，设计一种快速、灵敏、选择性好的荧光探针对于光气的检测具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种高灵敏度快速检出光气的荧光探针，选择性好，灵敏度高，能快速检出光气。

本发明的第二目的是提供上述高灵敏度快速检出光气的荧光探针的合成方法，步骤简单。

本发明的第三目的是提供上述高灵敏度快速检出光气的荧光探针的应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种高灵敏度快速检出光气的荧光探针，是以邻苯二氨基作为光气反应位点，二(三苯乙烯基)为荧光发色团的化合物3,6-二(1,2,2-三苯乙烯基)苯-1,2-二胺，命名为DATPE，化学结构式如式(1)所示：

本发明还提供上述高灵敏度快速检出光气的荧光探针的合成方法，采取苯并噻二唑单元还原为邻苯二氨基的开环反应，具体步骤如下：将式(2)化合物溶于四氢呋喃与乙醇的混合溶剂中，然后加入3～10倍当量的硼氢化钠与0.1倍当量的六水合氯化钴，80～90℃搅拌反应3～5小时，通过薄层色谱法监控反应完成；将反应混合物萃取、洗涤、干燥、浓缩，得到反应粗产物，最后经硅胶柱层析分离纯化，得到荧光探针化合物DATPE。

反应方程式表示为：

优选的，所述四氢呋喃与乙醇的混合溶剂中，四氢呋喃与乙醇的体积比为1：2～2：1。

优选的，所述硅胶柱层析中采用的洗脱剂为体积比为50:1的二氯甲烷和乙酸乙酯的混合溶剂。

本发明还提供上述荧光探针化合物DATPE在检测光气方面的应用。

将聚苯乙烯与DATPE依次溶解在二氯甲烷中制成溶液，将滤纸浸渍在该溶液中，使荧光探针均匀吸附在滤纸上，取出后自然晾干，制备出检测光气的DATPE试纸条。

所制备的DATPE试纸条在365nm紫外光下为非常微弱的蓝光发射。当试纸条在光气气氛下，其立即表现为非常强的蓝光发射，响应时间小于1秒，可实现对光气的实时监测。尤为突出的是，在0.1ppm浓度的光气下，试纸条荧光增强明显且“裸眼”可见。