[发明专利]含吩噁嗪的选择性识别Hg2+的荧光探针及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含吩噁嗪的选择性识别Hg²⁺的荧光探针及其制备方法，选用了吩噁嗪作为荧光基团作为分子探针的构建单元。识别基团采用了缩硫醛结构，Hg²⁺离子由于能使缩硫醛脱硫去保护生成相应的醛，分子结构发生改变，光物理性质发生变化，从而被仪器检出。本发明探针具有抗干扰能力强、响应速度快、灵敏度高、在较宽的酸碱度范围内对Hg²⁺离子有良好的选择性的特点，在水溶液中可以快速检测到痕量Hg²⁺离子，荧光探针化合物最低检出限分别为2.56×10^‑8 mol/L和3.83×10^‑8 mol/L。

技术领域

本发明涉及的是化学分析检测技术领域，具体涉及一种含吩噁嗪的选择性识别Hg²⁺的荧光探针及其制备方法。

背景技术

环境中的重金属离子会对土壤和水体造成破坏，严重影响生态环境的平衡。由于汞在工业中的广泛应用，汞是有毒的重金属之一，广泛地分布在空气、水和土壤中，已成为重要的环境污染物。汞进入人类食物链，并最终在人体中积累。汞离子可以轻松通过生物膜，并与蛋白质中的巯基、羧基、羰基和氨基形成螯合物，从而对中枢神经和内分泌系统造成破坏，严重损害人类健康。因此对环境中汞离子的检测是非常有必要的。

在众多的检测分析方法中，传统的检测法如火焰光度法、原子吸收光谱法等都相对费用较高，往往需要较多的样品，制备步骤繁复，不能追踪其动态变化，检测时间较长，不能满足在实际检测工作中的应用。与之相比，基于荧光探针检测的方法在灵敏度、选择性、响应时间、局部观察(如荧光成像光谱)等方面具有明显的优势。现今，荧光探针的应用取得了重大的进展，并越来越受到人们的重视，已经被广泛的应用于各种生活生产领域。

在过去的若干年里，已经开发出许多基于有机荧光体的Hg²⁺选择性探针分子。然而已报道的荧光探针分子主要是通过络合作用来识别Hg²⁺离子, 表现出选择性较差且识别时抗干扰能力普遍不好特点。而基于化学反应的识别过程对Hg²⁺离子的选择性好，抗干扰能力强，但是为设计出能与Hg²⁺离子反应后能使荧光信号大幅改变的荧光探针，设计的分子结构较为复杂，过程繁琐。因此，研发一个具有高灵敏度、高特异性、结构简单、合成方便、成本低的荧光探针，对环境中汞离子检测，具有非常重要的意义。

发明内容

一种含吩噁嗪的荧光探针的中间体化合物2，结构式为：

；

一种含吩噁嗪的荧光探针的中间体化合物2的制备方法，它包括：

（1）化合物1的制备

在常温下加入10H-吩噁嗪0.01mol，KOH 0.05mol，溶于20mL DMSO中，氮气下搅拌0.5h，加入溴乙烷0.025mol反应24h；用二氯甲烷和水萃取；收集有机相干燥，正相色谱洗脱，洗脱剂为乙酸乙酯：石油醚=1:10；

（2）中间体化合物2的制备

在-15℃冰浴中将1.5g化合物1，2mL无水DMF，4mL POCl₃溶于20mL 1,2-二氯乙烷中；氮气下反应1h后缓慢升至90℃，继续回流反应48h；反应后pH值调至中性，用水和二氯甲烷萃取，收集有机相干燥；正相色谱洗脱，洗脱剂为二氯甲烷：石油醚=2:1；

一种含吩噁嗪的荧光探针化合物，该化合物为3-(1,3-二硫杂环戊-2-基)-10-乙基-10H-吩噁嗪，结构式为：

或3-(1,3-二硫杂环己-2-基)-10-乙基-10H-吩噁嗪，结构式为：

；