一种检测微量氰离子的荧光化合物、制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种检测微量氰离子的荧光化合物、制备方法及应用，属于荧光化学传感器领域。该荧光化合物简称TPP‑CN，先将TPP溶解于良溶剂1中，加入苯硼酸、催化剂和碱性盐，于一定温度下充分反应，得到TPP‑CHO；将TPP‑CHO溶解于良溶剂2中，加入丙二腈，于一定温度下充分反应，纯化，得到TPP‑CN。TPP‑CN对水体中的氰离子具有高度灵敏的特异性荧光响应，能发生荧光强度猝灭以及颜色“蓝移”的双重响应，并且响应非常快捷。

Fluorescent compound for detecting micro cyanogen ion, preparation method and application thereof

The invention discloses a fluorescence compound for detecting micro cyanide ions, a preparation method and an application thereof, belonging to the field of fluorescent chemical sensors. The fluorescent compounds TPP CN, TPP first dissolved in a good solvent 1, adding benzene boric acid, catalyst and alkaline salt, at a certain temperature under full reaction, TPP CHO TPP CHO; 2 is dissolved in a good solvent, adding two propylene nitrile, at certain temperature, full reaction, pure. TPP CN. TPP CN has response specific fluorescence was highly sensitive to cyanide ion in water, can occur in the dual response fluorescence quenching and the color of the \blue shift\, and the response is very fast.

【技术实现步骤摘要】
一种检测微量氰离子的荧光化合物、制备方法及应用
本专利技术涉及一种检测微量氰离子的荧光化合物、制备方法及应用，属于荧光化学传感器领域。
技术介绍
氰化物作为一种优良的化工用品，尤其适合用于化工，冶金，电镀，合成树脂等多种领域，具有重要的实际应用价值。与此同时随着工业废水废气的排放，越来越多的水土资源和空气环境受到了氰化物严重破坏。在一些具体工作领域，如从事与油漆，染料，照相，橡胶等相关领域的工作人员也较多的接触氰化物；在日常生活中，在各种细菌，真菌和藻类体内也含有较多的氰化物，一些常见的食物当中，比如部分水果核，马豆，高粱，仁果以及土豆和竹笋中都被发现含有氰化物。这些都严重的威胁到了人类的健康和社会的发展。氰化物会引起人体内的细胞组织不能及时地得到氧，而使人体发生中枢性的呼吸性衰竭死亡，氰化物也成为一种非常致命的有毒物质(X.Huang,X.G.Gu,G.X.Zhang,D.Q.Zhang.AHighlySelectiveFluorescenceTurn-onDetectionofCyanidebasedontheAggregationofTetraphenylethyleneMoleculesInducedbyChemicalReaction.Chem.Commun.,2012,48,12195-12197)。由于氰化物能够被人体的皮肤和肺吸收，导致呕吐，抽搐，最终意识丧失并死亡。每个国家的卫生组织都对的极限含量有严格的规定，世界卫生组织(简称WHO)规定：在饮用水中的含量不得超过1.9μM(K.Kulig.,CyanideToxicity.,U.S.DepartmentofHealthandHumanServices,Atlanta,GA,1991；S.BaskinandT.Brewer,inMedicalAspectsofChemicalandBiologicalWarfare,ed.F.Sidell,E.T.TakafujiandD.R.Franz,TMMPublication,Washington,DC,1997,271–286；H.N.Lee.,Z.Xu,S.Kim,M.K.Swamy,Y.Kim,S.-J.KimandJ.Yoon.,Pyrophosphate-SelectiveFluorescentChemosensoratPhysiologicalpH:FormationofaUniqueExcimeruponAdditionofPyrophosphate.J.Am.Chem.Soc.,2007,129,3828-3829)，因此，设计与合成高效、专一、灵敏、快速的氰离子荧光探针是十分重要的。以往对于氰离子(CN-)的检测方法主要有以下几种：(1)氢键作用型氰根离子传感器，(2)基于化学反应加成型氰根离子传感器，(3)配位作用型氰根离子传感器。氰根离子的荧光传感器近几年之所以取得了巨大的发展，是因为利用不同的机理，开发出了多种效果优良的荧光探针。但是这些传感器存在其不足之处：如存在离子选择性差，时间响应性不灵敏，稳定性及二次污染等问题。因此开发具有优良性能的氰离子检测器仍具有广阔的发展空间和前景。2001年，唐本忠院士课题组报道了“聚集诱导发光(AIE)”现象，由于其独特的“点亮”效果，AIE分子逐渐被应用于化学检测和生物检测领域(J.Mei,N.L.Leung,R.T.K.Kwok,J.W.Y.Lam,B.Z.Tang.Aggregation-InducedEmission：TogetherWeShine,UnitedWeSoar！Chem.Rev.2015,115,11718-11940)。目前，已经报道的利用AIE检测氰离子的体系包括在四苯基乙烯两端共轭上强吸电子的丙二腈，利用氰根离子与强吸电子官能团的亲核加成反应，在溴化十六烷基三甲铵(CTAB)存在下，设计合成出了一种在水溶液中对氰根离子具有高选择性和灵敏性的可实现荧光传感的检测体系(Y.P.Zhang,D.D.Li,Y.Li,J.H.Yu.SolvatochromicAIELuminogensasSupersensitiveWaterDetectorsinOrganicSolventsandHighlyEfficientCyanideChemosensorsinWater.Chem.Sci.,2014,5,2710-2716)，这种体系的AIE分子检测氰离子具有灵敏度高，样本用量少，能在水体中检测等优点，优于之前提到的方法。但已报道的体系需要在表面活性剂(CTAB)存在的情况下才会产生一定的响应。并且大多数只是荧光强度的增减，并不能实现荧光颜色变化。还对其他离子存在一定程度的响应，虽然通过对其进行修饰，增加用量等方法可以提高分子对氰离子的响应程度，但不能排除其他离子对其检测的影响。因此，定量检测氰离子需要进行预先分离才能达到其检测准确性。
技术实现思路
针对现有荧光试剂对氰离子的检测选择性不高，需外加表面活性剂，在定量检测氰离子时需要进行预先分离或者脱离水体环境才能达到其检测准确性以及难以实现肉眼识别的问题，本专利技术的目的之一在于提供一种检测微量氰离子的荧光化合物，所述荧光化合物对水体中的氰离子具有高度灵敏的特异性荧光响应，能发生荧光强度猝灭以及颜色“蓝移”的双重响应，并且非常快捷，具有高度选择性；目的之二在于提供一种检测微量氰离子的荧光化合物的制备方法，所述制备方法简单，操作方便。目的之三是提供一种检测微量氰离子的荧光化合物的应用，所述荧光化合物应用于定性或定量检测水体中的氰离子。本专利技术的目的由以下技术方案实现：一种检测微量氰离子的荧光化合物，所述荧光化合物为2-[4-(2,5-二苯基-吡咯-1-基)-联苯-4-甲基]-丙二腈，简称TPP-CN，其结构式如下：一种如本专利技术所述检测微量氰离子的荧光化合物的制备方法，所述方法步骤如下：(1)将1-(4-溴苯基)-2,5-二苯基吡咯溶解于良溶剂1中，得到浓度为3.33～10g/L的1-(4-溴苯基)-2,5-二苯基吡咯溶液；向所述溶液中加入苯硼酸、催化剂和碱性盐，于70～80℃下反应18～24h，得到1-(4-醛基联苯基)-2,5-二苯基吡咯，简称TPP-CHO；(2)将TPP-CHO溶解于良溶剂2中，得到浓度为5～10g/L的TPP-CHO溶液；向所述溶液中加入丙二腈，于15～30℃下反应2～4h，纯化，得到TPP-CN；其中，步骤(1)所1-(4-溴苯基)-2,5-二苯基吡咯、苯硼酸、催化剂与碱性盐的质量比优选为1:1.92～2.22:0.18～0.55:2.25～3.64；步骤(1)所述良溶剂1优选甲苯；催化剂优选四(三苯基膦)钯；碱性盐优选碳酸铯；步骤(2)所述TPP-CHO与丙二腈的质量比优选为1:0.17～0.20；步骤(2)所述良溶剂2优选乙酸乙酯；所述纯化优选重结晶。一种如本专利技术所述检测微量氰离子的荧光化合物的应用，将所述荧光化合物溶解于良溶剂3中，混合均匀，加入不良溶剂，得到TPP-CN荧光试剂；所述TPP-CN荧光试剂应用于溶液荧光检测水体中的氰离子。其中，所述良溶剂3优选二甲基亚砜，不良溶剂优选去离子水，良溶剂3与不良溶剂的体积比优选1:99。有益效果本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测微量氰离子的荧光化合物，其特征在于：所述荧光化合物为2‑[4‑(2,5‑二苯基‑吡咯‑1‑基)‑联苯‑4‑甲基]‑丙二腈，其结构式如下：

【技术特征摘要】
1.一种检测微量氰离子的荧光化合物，其特征在于：所述荧光化合物为2-[4-(2,5-二苯基-吡咯-1-基)-联苯-4-甲基]-丙二腈，其结构式如下：2.一种如权利要求1所述的检测微量氰离子的荧光化合物的制备方法，其特征在于：所述方法步骤如下：(1)将1-(4-溴苯基)-2,5-二苯基吡咯溶解于良溶剂1中，得到浓度为3.33～10g/L的1-(4-溴苯基)-2,5-二苯基吡咯溶液；向所述溶液中加入苯硼酸、催化剂和碱性盐，于70～80℃下反应18～24h，得到1-(4-醛基联苯基)-2,5-二苯基吡咯；(2)将1-(4-醛基联苯基)-2,5-二苯基吡咯溶解于良溶剂2中，得到浓度为5～10g/L的1-(4-醛基联苯基)-2,5-二苯基吡咯溶液；向所述溶液中加入丙二腈，于15～30℃下反应2～4h，纯化，得到2-[4-(2,5-二苯基-吡咯-1-基)-联苯-4-甲基]-丙二腈。3.根据权利要求2所述的一种检测微量氰离子的荧光化合物的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述1-(4-溴苯基)-2,5-二苯基吡咯、苯硼酸、催化剂与碱性盐的质量比为1:1.92～2.22:0.18～...

【专利技术属性】
技术研发人员：董宇平，朱少青，佟斌，石建兵，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11