本发明专利技术涉及一种反应性弱碱可变色的偶氮‑蒽醌类pH探针及其制备和应用，结构如式I所示。制备方法：(1)一缩物的制备；(2)二缩物的制备；(3)重氮盐的制备；(4)偶合反应，然后进行盐析、提纯，即可得到pH探针成品。本发明专利技术pH探针结构新颖，在弱碱性环境中变色十分敏感，色彩丰富，合成工艺方便，具有较好的水溶性，对pH值的检测可通过裸眼识别快速检测溶液pH值的变化，具有较高的灵敏度、好的选择性、可逆性以等优点。
【技术实现步骤摘要】
一种反应性弱碱可变色的偶氮-蒽醌类pH探针及其制备和应用
本专利技术属于pH探针及其制备和应用领域，特别涉及一种反应性弱碱可变色的偶氮-蒽醌类pH探针及其制备和应用。
技术介绍
pH值作为酸度的衡量指标，其快速准确的测量在生物工程、环境监测，生态保护、医疗诊断等过程中都显得尤为重要。pH试纸测量法，电极法和传感器是目前测定pH值的主要方法。但由于这三类测定方法均存在一定的缺陷，如pH试纸测量法，存在主观因素带来的误差；而电极法易受电化学干扰、金属离子干扰，荧光探针类传感器虽具有选择性好、灵敏度高、试样量小等特点，但其对光学器件具有较高的要求，很难完成实时检测。随着功能性材料的发展，智能纺织品也越来越受到研究者和工业生产的重视。纤维素纤维是良好的生物材料，具有较好的舒适性，在纺织行业中占有重要地位。含有pH探针纺织品被广泛用于防护服装、医用生物材料、包装材等其他复合材料，但大多数探针是靠物理方法与纤维结合，湿处理牢度差。在现有的技术中，大多数方法在弱碱环境中响应不敏感，设备要求高，因此，发展一类简便可行、可实现实时检测且具有反应性的pH探针仍是一个重要的研究方向。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种反应性弱碱可变色的偶氮-蒽醌类pH探针及其制备和应用，pH探针结构新颖，在弱碱性环境中变色十分敏感，色彩丰富，合成工艺方便，克服现有技术中误差大、光学器件要求高，很难实时监测的缺陷，该探针直接通过肉眼观察便可快速检测溶液的pH值，制备成本低廉。一种如式I的反应性弱碱可变色的偶氮-蒽醌类pH探针，其中，所述为：本专利技术的一种所述反应性弱碱可变色的偶氮-蒽醌类pH探针的制备方法，包括：(1)将打浆均匀的三聚氯氰中，加入P-3R色基溶液，在0～10℃，pH值小于6.0的条件下，反应2～4h，得到一次缩合液；其中，三聚氯氰与P-3R色基的摩尔比为1:0.98～1:1；P-3R色基为1-氨基-2-磺酸-4-(3-氨基-2,4,6-三甲基-5-磺酸苯氨基)蒽醌钠盐；(2)将J酸加入一次缩合液中，调整反应液pH值至3.5～4.5，升温至28℃～40℃，反应2～5h，得到二次缩合液；其中，J酸与三聚氯氰的摩尔比为0.98:0.99～0.98:1；(3)将芳香族伯胺溶于水，得到芳香族伯胺溶液，加入浓盐酸，搅拌，降温至0～5℃，在1h内滴入亚硝酸钠溶液，滴完后-5～0℃条件下反应0.5-2h，得到重氮盐；其中芳香族伯胺溶液质量分数为10％～30％，芳香族伯胺与步骤(1)中P-3R色基的摩尔比为0.98:0.99～0.98:1；(4)将步骤(2)中的二次缩合液降温至5℃以下，然后加入(3)中的重氮盐，调节pH值5.8～6.0，在8-15℃下反应1-2h，然后再在室温条件下反应4～5h，达到偶合终点，进行盐析、提纯，即得反应性弱碱可变色的偶氮-蒽醌类pH探针。上述制备方法的优选方式如下：所述步骤(1)中打浆均匀的三聚氯氰具体为：将质量百分浓度为15-25％的三聚氯氰溶液中在0～2℃条件下于冰水中打浆0.2-0.5h；P-3R色基溶液质量分数为10％-20％，并调节pH＝5.8～6.0。所述步骤(2)中J酸为2-氨基-5-萘酚-7-磺酸。所述步骤(3)中芳香族伯胺为：主要为带一个和多个磺酸基的苯胺取代物，磺酸基带有强的吸电子效应，有利于提高J酸基团对弱碱性的敏感性。所述步骤(3)中芳香族伯胺为：其中M＝H或Na。所述步骤(3)中芳香族伯胺溶液质量分数为10％～30％。所述步骤(4)中用小苏打调节溶液pH值为5.8～6.0。所述步骤(4)中盐析为按反应结束时总液量的10％称取KCl进行盐析，抽滤烘干；提纯为：将盐析所得染料溶于一定量的无水乙醇与蒸馏水的混合物中，进行重结晶，快速抽滤，滤去盐及有机小分子，得到滤饼，真空干燥得成品，其中无水乙醇与水的体积比为2:1。本专利技术的一种如权利要求1所述反应性弱碱可变色的偶氮-蒽醌类pH探针在碱性溶液、碱性气体pH检测中的应用。本专利技术的一种所述反应性弱碱可变色的偶氮-蒽醌类pH探针通过裸眼识别溶液颜色的变化快速检测出pH值的应用。本专利技术的一种所述反应性弱碱可变色的偶氮-蒽醌类pH探针在纤维素纤维及其纺织品的着色中的应用。本专利技术的一种所述反应性弱碱可变色的偶氮-蒽醌类pH探针在生物工程、环境监测，生态保护、医疗诊断中的应用。有益效果(1)本专利技术的用作pH探针的偶氮-蒽醌类反应性化合物，结构新颖，在弱碱性环境中变色十分敏感，色彩丰富，制备工艺简单，成本低；(2)本专利技术的用作pH探针的偶氮-蒽醌类反应性化合物检测溶液pH时无需借助复杂光学器件，直接通过肉眼观察便可快速检测溶液的pH值，既保留了传统比色检测简便、易读的优点，又实现了大多数荧光探针无法达到的实时检测的效果；(3)本专利技术的用作pH探针的偶氮-蒽醌类反应性化合物用于弱碱溶液的pH值的检测；(4)本专利技术的用作pH探针的偶氮-蒽醌类反应性化合物用于纤维素纤维及其纺织品着色；(5)本专利技术的用作pH探针的偶氮-蒽醌类反应性化合物着色纺织品不仅可以检测溶液的pH，也可以检测环境中碱性气体；(6)本专利技术的用作pH探针的偶氮-蒽醌类反应性化合物用于溶液pH检测时具有可逆性；(7)本专利技术的用作pH探针的苯并噻唑类水溶性化合物用于溶液pH检测时几乎不受金属离子的影响。附图说明图1是实施例1中偶氮-蒽醌型pH探针的红外光谱图；图2是实施例1中偶氮-蒽醌型pH探针的核磁共振氢谱图；图3是实施例2中偶氮-蒽醌型pH探针的红外光谱图；图4是实施例2中偶氮-蒽醌型pH探针的核磁共振氢谱图；图5是实施例3中偶氮-蒽醌型pH探针的红外光谱图；图6是实施例3中偶氮-蒽醌型pH探针的核磁共振氢谱图；图7是实施例5中探针在不同pH的水溶液中的紫外吸收光谱图；其中插图为不同pH值溶液的颜色的照片；图8是实施例6中探针在不同pH的水溶液中的紫外吸收光谱图；其中插图为不同pH值溶液的颜色的照片；图9是实施例7中探针在不同pH的水溶液中的紫外吸收光谱图；其中插图为不同pH值溶液的颜色的照片；图10是实施例8中偶氮-蒽醌型pH探针在棉织物上的印花提升力曲线；图11是实施例9探针印制品在不同pH条件下的K/S光谱曲线；图12是实施例9探针印制品在pH分别为6.0、12.0的水溶液中的颜色变化；图13是实施例10探针印制品在空气、碱性气体中的颜色变化。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施例1结构如下的偶氮-蒽醌类pH探针的合成工艺：(1)一缩物的制备：18.6g(0.1mol)三聚氯氰配置成20％(质量百分浓度)的溶液，在0～2℃条件下于冰水浴中打浆0.5h。准确称取52.61g(0.099mol)1-氨基-2-磺酸-4-(3-氨基-2,4,6-三甲基-5-磺酸苯氨基)蒽醌单钠盐配成15％的溶液，调节pH值为5.8～6.5，溶解液为蓝色澄清溶液，在0～5℃条件下1h内滴加到打浆均匀的三聚氯氰中，滴加完毕后保持温度5℃，pH值4～4.5反应3h，薄层色谱法检测一缩反应终本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种如式I的偶氮‑蒽醌类pH探针，
【技术特征摘要】
1.一种如式I的偶氮-蒽醌类pH探针，其中，M＝H或Na。2.根据权利要求1所述pH探针，其特征在于，所述为：3.一种权利要求1所述pH探针的制备方法，包括：(1)将打浆均匀的三聚氯氰中，加入P-3R色基溶液，在0～10℃，pH值小于6.0的条件下，反应2～4h，得到一次缩合液；其中，三聚氯氰与P-3R色基的摩尔比为1:0.98～1:1；P-3R色基为1-氨基-2-磺酸-4-(3-氨基-2,4,6-三甲基-5-磺酸苯氨基)蒽醌钠盐；(2)将J酸加入一次缩合液中，调整反应液pH值至3.5～4.5，升温至28℃～40℃，反应2～5h，得到二次缩合液；其中，J酸与三聚氯氰的摩尔比为0.98:0.99～0.98:1；(3)将芳香族伯胺溶于水，得到芳香族伯胺溶液，加入浓盐酸，搅拌，降温至0～5℃，在1h内滴入亚硝酸钠溶液，滴完后-5～0℃条件下反应0.5-2h，得到重氮盐；其中芳香族伯胺与步骤(1)中P-3R色基的摩尔比为0.98:0.99～0.98:1；(4)将步骤(2)中的二次缩合液降温至5℃以下，然后加入(3)中的重氮盐，调节pH值5.8～6.0，在8-15℃下反应1-2h，然后再在室温条件下反应4～5h，达到偶合...
【专利技术属性】
技术研发人员：侯爱芹，张红娟，高爱芹，谢孔良，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海,31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。