[发明专利]一种检测氰根离子的荧光探针及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种检测氰根离子的荧光探针及其制备方法和应用，该荧光探针的制备方法包括以下步骤：(1)2‑氰基‑2‑(9,10‑二氧代‑9,10‑二氢蒽‑1‑基)乙酸乙酯的合成；(2)荧光探针的合成，该荧光探针应用于检测水溶液中氰根离子。与现有技术相比，本发明具有灵敏度高、可循环识别阴离子，并可在水溶液中检测氰根离子等优点。

技术领域

本发明涉及荧光探针领域，具体涉及一种检测氰根离子的荧光探针及其制备方法和应用。

背景技术

阴离子识别因其在各种化学、生物和环境过程中发挥的重要作用而受到广泛关注，对人体有剧毒，并影响生理系统的许多正常功能，如血管、视觉、中枢神经、心脏、内分泌和代谢系统。氰化物用于金矿和电镀行业，对环境造成不可修复的损害。

近年来，大量的氰化物盐被广泛应用于工业生产领域，如冶金、电镀和除草剂的合成。然而，正如我们所知，氰化物阴离子也是生物学相关方面中最臭名昭著的阴离子之一，通过与细胞色素c氧化酶的活性位点结合，导致从中枢神经系统到内分泌系统的电子传递链的破坏，对人类健康构成了巨大威胁。考虑到氰化物即使在低于微摩尔浓度时的剧毒效应，科学家们不遗余力地开发高效的方法和新型荧光材料，以满足对氰根离子的实时检测。

然而，据报道的氰根离子检测方法相对耗时、耗时且需要昂贵的设备；例如，原子吸收光谱法(AAS)、原子荧光光谱法(AFS)、光致发光、表面增强拉曼散射技术、电感耦合等离子体原子发射光谱法和气相色谱-质谱法等。目前人们已经设计、合成了很多具有潜在应用价值的阴离子荧光探针，但是大部分的探针合成复杂，成本高，不可重复识别，并且很难实现在水溶液中识别阴离子。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种灵敏度高、可循环识别阴离子，并可在水溶液中检测氰根离子的荧光探针及其制备方法和应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

发明人了解到1-氯蒽醌是一种优秀荧光团，其结构稳定、易于合成、有优良的光学特性——吸收和发射波长在可见光区、较大的斯托克红移、较高的光稳定性等，而且分子结构内具有典型的ESIPT光电特性，在微环境条件下具有极高的敏感性等优点。因此，可作为一种潜在的荧光发色团来应用于识别阴离子的探针设计，也可应用于医药、荧光、染料、颜料等工业领域，于是得出以下方案：

一种检测氰根离子的荧光探针，该荧光探针的化学名称为2-亚氨基-7-氧代-2,7-二氢二苯并[de,h]色烯-3-羧酸乙酯，其结构式如下：

本发明的荧光探针是以1-氯蒽醌为荧光团，-NH基为识别位点，在乙腈作为溶剂的条件下，在300nm处有紫外吸收峰，加入氰根离子后，300nm处吸收峰出现降低，在517nm处出现新峰。而加入其它阴离子，该荧光探针的紫外吸收光谱没有明显变化。在荧光光谱中，该荧光探针的最大发射波长为477nm，具有微弱蓝色荧光，加入CN-后，477nm处的荧光强度明显降低。在紫外灯365nm照射下，观察到加入CN-后出现荧光淬灭，而其它阴离子没有变化。在其他离子存在干扰下，加入CN-后，528nm处依然出现新的吸收峰，几乎不受其他离子的干扰。

一种如上所述的检测氰根离子的荧光探针的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)2-氰基-2-(9,10-二氧代-9,10-二氢蒽-1-基)乙酸乙酯的合成：

先加入1-氯蒽醌，再加入氰乙酸乙酯、碳酸铯和第一溶剂，加热到约110-130℃，回流(回流温度即混合液体的沸点)，恢复至室温，经分离提纯后得到黄色粉末状2-氰基-2-(9,10-二氧代-9,10-二氢蒽-1-基)乙酸乙酯；

(2)2-亚氨基-7-氧代-2,7-二氢二苯并[de,h]色烯-3-羧酸乙酯的合成：