一种萘甲基氮杂冠醚及其制备方法、应用技术

本发明专利技术提供了一种萘甲基氮杂冠醚及其制备方法、应用，所述制备方法先制备得到氮杂冠醚，再将所述氮杂冠醚与无机或有机碱、极性溶剂混合，室温搅拌0.5‑2h得到混合物，向所述混合物中加入1‑氯甲基萘得到待反应液，将所述待反应液升温至70‑90℃，搅拌4‑5h，冷却至室温，萃取，合并有机相；洗涤所述有机相，采用无水硫酸盐干燥并旋干，将所述旋干后的固体纯化分离，得到所述萘甲基氮杂冠醚。所述萘甲基氮杂冠醚作为荧光探针检测铁离子时具有灵敏性好、专一性强、性能稳定等特点。

Naphthalene methyl aza aza crown ether, preparation method and application thereof

The invention provides a methyl naphthalene azacrown ether and preparation method and application thereof. The preparation method comprises first preparing azacrown ether, then the azacrown ether with inorganic or organic alkali, polar solvent mixture, stirring at room temperature 0.5 2H mixture to obtain the reaction solution to the the mixture added 1 chloromethyl naphthalene, the reaction liquid to be heating up to 70 90 DEG C, stirring 4 5h, cooling to room temperature, extraction, combined with organic phase; washing the organic phase with anhydrous sulfate drying and dry spinning, the spinning dry solid after separation and purification, get the azacrown ether methyl naphthalene. As a fluorescent probe, the naphthyl methyl aza aza crown ether has the advantages of good sensitivity, strong specificity and stable performance.

【技术实现步骤摘要】
一种萘甲基氮杂冠醚及其制备方法、应用
本专利技术属于冠醚的金属探针
，尤其涉及一种萘甲基氮杂冠醚及其制备方法、应用。
技术介绍
一些分子，被特定波长的光激发后，处于激发态的电子能够迅速地以发射出更长波长光的形式跃迁回基态，发出的光叫做荧光，这些分子称之为荧光分子。金属离子荧光探针因其在环境及生物化学领域的广泛应用而受到关注，对其识别和检测在分析化学中占有重要的地位。铁离子是生命体必须的离子之一，很多细胞水平的生物及化学过程需要铁离子的参与，因此，铁离子荧光探针的研究对于环境及生命科学都具有重大的意义。目前，原子吸收光谱(AAS)、电感耦合等离子体—质谱法(ICP-AES)、电感耦合等离子体—质谱法(ICP-MS)、电化学法等已用来检测铁离子，尽管这些方法具有较高的灵敏度，但常需要昂贵的仪器，复杂的样品和专业的操作人员。荧光法具有选择性高，灵敏度好、仪器简单、操作简便等优点。如今报道比较多的是基于罗丹明染料的荧光探针，其特点是荧光效果比较好，金属离子络合效应快，但价格昂贵，反应活性低。
技术实现思路
针对现有技术中的上述缺陷，本专利技术的主要目的在于提供一种萘甲基氮杂冠醚及其制备方法、应用，所述萘甲基氮杂冠醚作为荧光探针检测铁离子时具有灵敏性好、专一性强、性能稳定等特点。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种萘甲基氮杂冠醚，具有如下结构式：一种萘甲基氮杂冠醚的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：1)将化合物1,7-二氧杂-4,10-四氮杂的溴盐以及苯酚加入到溴化氢醋酸溶液中，得到待反应物，将所述待反应物升温至60-90℃回流，搅拌48-70h，冷却得到反应液，将所述反应液蒸馏，在所述蒸馏后的液体中加入非极性溶剂，析出固体，过滤，洗涤，干燥后得到氮杂冠醚，所述氮杂冠醚具有如下结构式：2)将所述氮杂冠醚与无机或有机碱、极性溶剂混合，室温搅拌0.5-2h得到混合物，向所述混合物中加入1-氯甲基萘得到待反应液，将所述待反应液升温至70-90℃，搅拌4-5h，冷却至室温，萃取，合并有机相；洗涤所述有机相，采用无水硫酸盐干燥并旋干，将所述旋干后的固体纯化分离，得到所述萘甲基氮杂冠醚。作为进一步的优选，所述步骤1)中，所述1,7-二氧杂-4,10-四氮杂的溴盐与苯酚的摩尔比为1：4-1：10。作为进一步的优选，所述步骤1)中，将所述待反应物升温至70-80℃回流，搅拌55-65h。作为进一步的优选，所述步骤1)中，所述非极性溶剂选自丙酮、乙酸乙酯乙醚及二氯甲烷。作为进一步的优选，所述步骤2)中，所述极性溶剂选自DMF及乙腈。作为进一步的优选，所述步骤2)中，所述无机或有机碱选自K2CO3、三乙胺及DIEA。作为进一步的优选，所述步骤2)中，所述无机或有机碱与所述氮杂冠醚的摩尔比为2：1-10：1。作为进一步的优选，所述步骤2)中，所述1-氯甲基萘与所述氮杂冠醚的摩尔比为2：1-4：1。作为进一步的优选，所述步骤2)中，所述萃取包括：采用CH2Cl2或乙酸乙酯以及水萃取，所述萃取得到的水相再用CH2Cl2或乙酸乙酯萃取。作为进一步的优选，所述步骤2)中，所述无水硫酸盐选自无水硫酸钠及无水硫酸镁。作为进一步的优选，所述步骤2)中，所述分离选自HPTLC板分离及柱纯化。作为进一步的优选，所述步骤2)中，所述HPTLC板分离时，采用的展开剂为：石油醚：乙酸乙酯＝1:1，目标产物的Rf＝0.5。一种萘甲基氮杂冠醚的应用，所述萘甲基氮杂冠醚作为荧光指示剂用于检测微量铁离子。作为进一步的优选，所述检测包括如下方法：(1)将所述萘甲基氮杂冠醚溶于溶剂配置成溶液；(2)将所述萘甲基氮杂冠醚溶液的稀释液以及待检测的金属溶液置于比色皿中，放入荧光检测仪中检测铁离子的含量。本专利技术的有益效果是：本专利技术先合成氮杂冠醚，再由廉价易得的1-氯萘甲基和氮杂冠醚Ⅰ通过反应高收率的制得荧光萘甲基氮杂冠醚，所制备得到的荧光萘甲基氮杂冠醚用于检测环境中铁离子含量时具有专一性、灵敏性、性质稳定，操作简便及反应活性高等特点，并且价格便宜，原料易得，工业化应用前景广。附图说明图1为本专利技术实施例1制备的萘甲基氮杂冠醚的核磁谱图。图2为专利技术实施例3制备的萘甲基氮杂冠醚对铁离子的检测性能谱图。具体实施方式本专利技术通过提供一种萘甲基氮杂冠醚及其制备方法、应用，解决了现有技术的荧光探针在检测铁离子时反应活性低、价格昂贵等缺陷。为了解决上述缺陷，本专利技术实施例的主要思路是：本专利技术实施例萘甲基氮杂冠醚，具有如下结构式：本专利技术实施例萘甲基氮杂冠醚的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：1)将化合物1,7-二氧杂-4,10-四氮杂的溴盐以及苯酚加入到溴化氢醋酸溶液中，得到待反应物，将所述待反应物升温至60-90℃回流，搅拌48-70h，冷却得到反应液，将所述反应液蒸馏，在所述蒸馏后的液体中加入非极性溶剂，析出固体，过滤，洗涤，干燥后得到氮杂冠醚，所述氮杂冠醚具有如下结构式：2)将所述氮杂冠醚与无机或有机碱、极性溶剂混合，室温搅拌0.5-2h得到混合物，向所述混合物中加入1-氯甲基萘得到待反应液，将所述待反应液升温至70-90℃，搅拌4-5h，冷却至室温，萃取，合并有机相；洗涤所述有机相，采用无水硫酸盐干燥并旋干，将所述旋干后的固体纯化分离，得到所述萘甲基氮杂冠醚。本专利技术实施例萘甲基氮杂冠醚可作为荧光指示剂用于检测微量铁离子的含量。所述萘甲基氮杂冠醚用于检测环境中铁离子含量时具有专一性、灵敏性、性质稳定，操作简便等特点，工业化应用前景广。由于本专利技术实施例萘甲基氮杂冠醚是由廉价易得的1-氯萘甲基和氮杂冠醚通过反应高收率的制得，因此，所得的荧光萘甲基氮杂冠醚成本远低于罗丹明类荧光冠醚，具有制备成本低的优势。另外由于罗丹明，蒽，芘，苝等的活性远远低于1-氯萘甲基，比较而言，本专利技术实施例用1-氯萘甲基可以用更简单的条件得到目标化合物，因而更具优势。为了让本专利技术之上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举数实施例，来说明本专利技术所述之萘甲基氮杂冠醚及其制备方法、应用。本专利技术实施例所给出的数据包括氮杂冠醚和荧光萘甲基氮杂冠醚的制备与表征、对铁离子的检测操作及条件。氮杂冠醚和荧光萘甲基氮杂冠醚的1H-NMR均采用Agilent600MDD2型核磁共振波谱仪。氮杂冠醚采用D2O做溶剂，TMS作为内标；萘甲基荧光氮杂冠醚采用CDCl3作溶剂，TMS作为内标；元素分析在PerkinElmer240元素分析仪上进行，采用定量氧燃烧法，以热导池作检测器；荧光检测采用PerkinElmerLS55荧光分光光度计。实施例1本专利技术实施例1萘甲基氮杂冠醚的结构式为：本专利技术实施例1萘甲基氮杂冠醚的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：1)氮杂冠醚的制备将化合物1,7-二氧杂-4,10-四氮杂的溴盐(2.6g，5.39mmol)和苯酚(3.04g，32.32mmol)加入150mL33％溴化氢醋酸溶液中。将反应升温至80℃回流，搅拌60h。待反应冷却后，将反应液直接减压蒸至15mL，再向其中加入120mL丙酮，立即有大量灰色固体析出，然后减压过滤，用丙酮(3×30mL)洗涤，真空干燥后得到1.1g灰色固体化合物即为氮杂冠醚。摩尔收率为61.5％。氮杂冠醚的结构式为：氮杂冠醚的有关检测分析数据如下：元素分析本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种萘甲基氮杂冠醚，其特征在于：萘甲基氮杂冠醚具有如下结构式：

【技术特征摘要】
1.一种萘甲基氮杂冠醚，其特征在于：萘甲基氮杂冠醚具有如下结构式：2.如权利要求1所述的萘甲基氮杂冠醚的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括如下步骤：1)将化合物1,7-二氧杂-4,10-四氮杂的溴盐以及苯酚加入到溴化氢醋酸溶液中，得到待反应物，将所述待反应物升温至60-90℃回流，搅拌48-70h，冷却得到反应液，将所述反应液蒸馏，在所述蒸馏后的液体中加入非极性溶剂，析出固体，过滤，洗涤，干燥后得到氮杂冠醚，所述氮杂冠醚具有如下结构式：2)将所述氮杂冠醚与无机或有机碱、极性溶剂混合，室温搅拌0.5-2h得到混合物，向所述混合物中加入1-氯甲基萘得到待反应液，将所述待反应液升温至70-90℃，搅拌4-5h，冷却至室温，萃取，合并有机相；洗涤所述有机相，采用无水硫酸盐干燥并旋干，将所述旋干后的固体纯化分离，得到所述萘甲基氮杂冠醚。3.根据权利要求2所述的萘甲基氮杂冠醚的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述1,7-二氧杂-4,10-四氮杂的溴盐与苯酚的摩尔比为1：4-1：10。4.根据权利要求2所述的萘甲基氮杂冠醚的制备方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：王茂志，吕早生，黄艳芬，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42