一种二茂铁萘啶衍生物及其制备和应用制造技术

本发明专利技术涉及一种二茂铁萘啶衍生物及其制备和应用。本发明专利技术设计合成的新型二茂铁萘啶衍生物生产率高，成本低廉，能有效识别并吸收掉液体中的Hg2+，并对Cu2+也有识别作用，其在净化环境方面有着广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种二茂铁衍生物及其用途，特别是一种具有识别并净化汞离子水溶液、且识别铜离子的二茂铁萘啶衍生物及其制备和用途。
技术介绍
汞具有很强的富集作用，使之成为最有害、最危险的重金属元素之一，其毒性非常剧烈，可引起手指震颤、肾脏损伤等，而且金属汞有转换成有机汞而在生物体内蓄积的倾向。因此如何有效地检测和去除汞离子对于环境科学、生物科学以及医学中都有着重要意义。目前，测定汞离子标准的主要方法多采用冷原子吸收法、冷原子荧光法、双硫腙光度法、电感耦合等离子体质谱法和共振光散射法。这些方法主要都需要昂贵的大型仪器和专业操作人员，其成本高、不能快速检测。人们对汞离子的去除方法也非常感兴趣，迄今为止报告了各种去除汞离子的方法，主要有化学沉淀法、吸附法、电解法、金属还原法、离子交换法、微生物法等。主客体化学中金属阳离子的分子识别性能一直是研究的热点，氮原子作为有机化合物中最常见的杂原子之一，广泛应用于主体分子的设计。多个氮原子在主体化合物中的引入，增加了识别位点与作用力，使得多氮主体分子在主客体化学研究中占有重要地位。现有的检测汞离子合成方法都比较复杂，生产成本昂贵，检测方法也比较复杂，现象并不很明显，净化效果较差。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种二茂铁萘啶衍生物；本专利技术的目的之二在于提供一种该二茂铁萘啶衍生物的制备方法；本专利技术的目的之三在于介绍该二茂铁萘啶衍生物在识别净化汞离子和铜离子的应用。为实现上述目的，本专利技术所采用以下技术方案：一种二茂铁萘啶衍生物FecND，其化学结构式为：一种二茂铁萘啶衍生物FecND的制备方法，包括：将二茂铁二甲酸在HBTU、DIPEA（中文名：N，N-二异丙基乙胺）作用下，与2-氨基-7-甲基-1,8-萘啶反应得到新型的二茂铁衍生物FecDN。反应过程如下：作为优选的方案方案，所述二茂铁二甲酸的制备方案为：二乙酰基二茂铁在碱性条件下与液溴反应得二茂铁二甲酸。反应过程如下：作为优选的方案，所述二乙酰基二茂铁的制备方案为：二茂铁与乙酰氯的二氯甲烷溶液在三氯化铝的作用下反应得到二乙酰基二茂铁。反应过程如下：作为优选的方案，所述2-氨基-7-甲基-1,8-萘啶的制备方案为：将2,6-二氨基吡啶和4,4-二甲氧基丁酮加入磷酸中98℃下反应得到2-氨基-7-甲基-1,8-萘啶。反应过程如下：本专利技术还揭示了二茂铁萘啶衍生物FecND的用途，即其在识别和或吸收Hg2+、Cu2+的应用。本专利技术的有益效果在于：1）检测试剂二茂铁萘啶化合物FecDN合成简单、成本低廉；2）利用该检测试剂检测汞离子，方法简单、现象明显、肉眼可直接观察到；3)利用该检测试剂检测可以检测二价铜离子，尽管只观察到溶液略微变深，但其紫外可见光谱有非常明显的变化；4）该检测试剂同时也可作为沉淀剂净化水溶液中的汞离子；5）本专利技术对汞离子的、铜离子可视化检测和去除提供了一种新的试剂，对环境污染和人类健康有着十分重要的意义。附图说明图1：在FecDN(0.5mM)的乙醇溶液中滴加金属离子（终浓度为5mM）的可视化检测；图2：逐滴滴加Hg2+到50μΜFecDN乙醇溶液中的紫外可见光谱检测。Hg2+的浓度变化（沿着箭头方向）：0μΜ,50μΜ,100μΜ,150μΜ,200μΜ,250μΜ,300μΜ,350μΜ,400μΜ,450μΜ,500μΜ；图3：逐滴滴加Cu2+到50μΜFecDN乙醇溶液中的紫外可见光谱检测，Cu2+的浓度变化（沿着箭头方向）：0μΜ,50μΜ,100μΜ,150μΜ,200μΜ,250μΜ,300μΜ,350μΜ,400μΜ,450μΜ,500μΜ；图4：FecDN(a)和FecDN-Hg(b)的红外光谱谱图；图5：FecDN的方波伏安图（SWV）。逐滴滴加Hg2+到1mΜFecDN乙醇和水体积比为3：1溶液中，[(n-Bu)4]ClO4作为支持电解质。Hg2+在乙醇溶液中的浓度变化依次为：（沿着箭头方向）：0,0.1mM,0.4mM,0.7mM,0.9mM,1.2mM；图6：A)FecDN和B)FecDN-Hg的EDX光谱；图7：汞污染水溶液中Hg2+的浓度为10μΜ和5μΜ，滴加FecDN的可视化检测；图8：利用UV/Vis光谱图，双硫腙检测FecDN对水溶液中Hg2+的去除作用。FecDN滴加到30μΜHg2+水溶液中，FecDN在水中的浓度的变化（沿着箭头方向）：从0,15μM,30μM,60μM,90μM,120μM。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。首先将2,6-二氨基吡啶（北京百灵威科技）和4,4-二甲氧基丁酮加入磷酸中98℃下反应得到2-氨基-7-甲基-1,8-萘啶。反应过程如下：二茂铁（北京百灵威科技公司生产）与乙酰氯的二氯甲烷溶液在三氯化铝的作用下反应得到二乙酰基二茂铁。反应过程如下：二乙酰基二茂铁在碱性条件下与液溴反应得二茂铁二甲酸。反应过程如下：然后二茂铁二甲酸在HBTU、DIPEA作用下，与2-氨基-7-甲基-1,8-萘啶反应得到新型的二茂铁衍生物FecDN。反应过程如下：根据制备二茂铁萘啶衍生物同样的方法制备单臂二茂铁萘啶衍生物FecMN，如下：本专利技术合成的新型二茂铁衍生物FecDN和FecMN通过1HNMR，13C{H本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二茂铁萘啶衍生物FecND，其化学结构式为： 。

【技术特征摘要】
1.一种二茂铁萘啶衍生物FecND，其化学结构式为： 
。
2.一种二茂铁萘啶衍生物FecND的制备方法，包括：将二茂铁二甲酸在HBTU、DIPEA（中文名：N，N-二异丙基乙胺）作用下，与2-...

【专利技术属性】
技术研发人员：何汉平，夏静平，娄兆文，常钢，彭小倩，张修华，王升富，
申请(专利权)人：湖北大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42