一种用于检测铜离子的苄亚肼荧光探针及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种用于检测铜离子的苄亚肼荧光探针及其制备方法与应用，本发明专利技术先制备出化合物1，再依次与六次甲基四胺在乙酸中加热回流反应得到化合物2，再将水合肼与化合物2于加入乙醇中反应，得到黄色固体荧光探针化合物3。将浓度呈梯度变化的铜离子溶液与化合物3溶液混合后，测定荧光强度，然后以铜离子的浓度为横坐标，混合体系的荧光强度为纵坐标作图，建立铜离子溶液浓度梯度变化与荧光探针溶液荧光强度变化值标准线，应用时可根据荧光强度从图中读出待测溶液中的铜离子浓度。本发明专利技术制备的荧光探针检测限为5.01*10

A Benzylhydrazine Fluorescent Probe for the Detection of Copper Ions and Its Preparation and Application

The invention relates to a benzylhydrazine fluorescent probe for detecting copper ions and its preparation method and application. Compound 1 is prepared, then reacts with hexamethylenetetramine in acetic acid by heating and refluxing to obtain compound 2, and then reacts hydrazine hydrate with compound 2 in addition to ethanol to obtain yellow solid fluorescent probe compound 3. After mixing the copper ion solution with compound 3 solution, the fluorescence intensity was determined. Then the concentration of copper ion was taken as abscissa and the fluorescence intensity of the mixed system was plotted as ordinate. The standard line of the concentration gradient change of copper ion solution and the fluorescence intensity change of fluorescence probe solution was established. When applied, the copper ion in the solution to be measured could be read out from the graph according to the fluorescence intensity. Concentration. The detection limit of the fluorescent probe prepared by the invention is 5.01*10.

【技术实现步骤摘要】
一种用于检测铜离子的苄亚肼荧光探针及其制备方法与应用
本专利技术属于有机合成与分析化学
，具体涉及一种用于检测铜离子的含苄亚肼结构的荧光探针及其制备方法与应用。
技术介绍
荧光探针具有高选择性和灵敏度，已备广泛应用于阳离子和阴离子的检测。将这些荧光探针进行适当的修饰，可以改善其选择性识别能力与提高灵敏度。AIE荧光探针是一类能在水溶液中聚集发光的探针，克服了常见的荧光聚集猝灭效应，且化学稳定性强，环境适应力强，在荧光检测领域展现出广阔的应用前景。铜离子是生命体和各种环境中重要的金属离子，铜不仅参与红细胞中铜蛋白组成，还是构成人体多种铜酶的主要成分。但是，铜超标会对人体的带来重金属离子的危害。当人体内残存了大量的铜之后，易对身体内的脏器造成负担，维持人体内的新陈代谢就会出现紊乱。所以，在环境当中能快速简便地检测铜离子显得尤为重要。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种能够用于铜离子检测的荧光探针，通过明显的荧光猝灭可以灵敏地检测到铜离子的存在。利用该荧光探针在检测铜离子方面具有很好的应用前景。为实现本专利技术的目的采用以下技术方案。1)用于检测铜离子的含苄亚肼结构的荧光探针本专利技术所述的一种用于检测铜离子的含苄亚肼结构的荧光探针，其化学名为N,N’-二(2-羟基-4-(4’-(1’-氰基-2’-(4”-己氧基)苯基)-乙烯基)-苯基))苄亚肼，其具体结构为：2)用于检测铜离子的含苄亚肼结构的荧光探针(化合物3)制备方法。本专利技术另一目的在于提供所述荧光探针(N,N’-二(2-羟基-4-(4’-(1’-氰基-2’-(4”-己氧基)苯基)-乙烯基)-苯基))苄亚肼，化合物3)的制备方法，该方法首先将对羟基苯乙腈与4-己氧基苯甲醛在氢氧化钠催化下合成化合物1，再依次与六次甲基四胺、水合肼反应制备出荧光探针，其特征在于：(1)在得到化合物1后，将化合物1与六次甲基四胺以摩尔比1:1～5比例，在乙酸中加热回流12～16小时，反应产物经处理后得到化合物2，所述化合物2为2-羟基-5-(1’-氰基-2’-(4’-己氧基)苯基乙烯基)-苯甲醛，化合物2合成路线如下：(2)在氮气保护下，将水合肼与化合物2以摩尔比1:2～3比例混合加入乙醇,常温反应4～10小时，反应结束后，产物用乙醇/蒸馏水重结晶，过滤，干燥，得到黄色固体荧光探针化合物3，即为所述的N,N’-二(2-羟基-4-(4’-(1’-氰基-2’-(4”-己氧基)苯基)-乙烯基)-苯基))苄亚肼。本专利技术所述荧光探针化合物3N,N’-二(2-羟基-4-(4’-(1’-氰基-2’-(4”-己氧基)苯基)-乙烯基)-苯基))苄亚肼合成路线如下：本专利技术制得的荧光探针化合物3，其分子式为C44H46N4O4,红外光谱(KBr),v/cm-1:3437(Ar-OH),1626(C＝N)。核磁氢谱(400MHz,CDCl3)δ:11.54(s,2H,OH),8.83(s,2H,N＝CH),7.88(d,J＝8.0Hz,4H,ArH),7.67-7.73(m,4H,ArH),7.40(s,2H,C＝CH),7.14(d,J＝8.0Hz,2H,ArH),6.98(d,J＝8.0Hz,4H,ArH),4.05(t,J＝8.0Hz,4H,OCH2),1.27-1.87(m,16H,CH2),0.94(t,J＝12.0Hz,6H,CH3)。核磁碳谱(100MHz,CDCl3)δ:164.71,161.06,160.15,140.63,131.51,130.97,130.49,129.93,126.89,126.17,118.06,117.41,114.93,106.99,68.27,31.64,29.12,25.65,22.45,14.03.质谱(m/s)：计算值C44H46N4O4695.355(MH)+,测量值695.52。本专利技术所制备的荧光探针N,N’-二(2-羟基-4-(4’-(1’-氰基-2’-(4”-己氧基)苯基)-乙烯基)-苯基))苄亚肼，固体呈黄色，在614nm处有较强荧光发射，荧光量子产率0.69，该荧光探针在溶液中与铜离子形成1:1络合物，并导致荧光发生明显猝灭，可用于环境中铜离子的灵敏检测，其它离子的干扰小，是一种理想的铜离子快速检测传感器。本专利技术所述的化合物1，是采用已经公开的方法(RSCAdv.,2017,7,20172)，将4-己氧基苯甲醛与对羟基苯乙腈在氢氧化钠催化下制备得到的。化合物1化学名为1-氰基-1-对羟基苯基-2对己氧基苯基乙烯，其结构式如下：3)荧光探针化合物3用于检测铜离子的应用本专利技术所制备的N,N’-二(2-羟基-4-(4’-(1’-氰基-2’-(4”-己氧基)苯基)-乙烯基)-苯基))苄亚肼可对铜离子进行定性、定量的检测，将浓度呈梯度变化的铜离子溶液与醛基四苯乙烯溶液混合后，测定相应的荧光强度，然后以铜离子的浓度为横坐标，混合体系的荧光强度为纵坐标作图，建立铜离子溶液浓度梯度变化与N,N’-二(2-羟基-4-(4’-(1’-氰基-2’-(4”-己氧基)苯基)-乙烯基)-苯基))苄亚肼溶液荧光强度变化值标准线，可根据荧光强度从图中读出待测溶液中的铜离子浓度。本专利技术的有益成果：所制备的N,N’-二(2-羟基-4-(4’-(1’-氰基-2’-(4”-己氧基)苯基)-乙烯基)-苯基))苄亚肼在铜离子存在下荧光发生显著改变，其它离子的存在不干扰铜离子的检测，检测限为5.01*10-7M，可用于高选择性灵敏检测铜离子，这对于复杂环境中铜离子的检测有重要的现实应用价值。附图说明图1为在四氢呋喃水溶液中10-6mol/L化合物3与10-6mol/L各离子的紫外吸收图谱。图2为在四氢呋喃水溶液中10-6mol/L化合物3与不同浓度的铜离子的紫外吸收图谱。图3为在四氢呋喃水溶液中10-6mol/L化合物3与10-6mol/L各离子的荧光发射图谱。图4为在四氢呋喃水溶液中10-6mol/L化合物3与不同浓度的铜离子的荧光图谱。图5为在四氢呋喃水溶液中10-6mol/L化合物3与10-6mol/L铜离子和10-6mol/L铜离子加10-6mol/L干扰离子的荧光比值图。图6为化合物1的红外光谱图，确定了化合物3的各官能团结构。图7为化合物1的核磁共振氢谱图，确定了化合物3的结构。图8为化合物1的核磁共振碳谱图，确定了化合物3的结构。图9为化合物1的质谱图，确定了化合物3的结构。具体实施方式为了进一步说明本专利技术，结合附图给出以下系列具体实施例，但本专利技术并不受这些具体实施例的限制，任何了解该领域的技术人员对本专利技术的些许改动将可以达到类似的结果，这些改动也包含在本专利技术之中。图1中，四氢呋喃水溶液中四氢呋喃与水体积比为1:9，横坐标为波长、纵坐标为吸光度。图中紫外光谱吸光度对铜离子的变化最为明显，表明化合物3对铜离子有较强的识别响应能力。图2中，四氢呋喃水溶液中四氢呋喃与水体积比为1:9，横坐标为波长、纵坐标为吸光度。铜离子浓度依次为化合物1浓度的0、0.01、0.03、0.05、0.06、0.08、0.1、0.2、0.4、0.5、0.6、0.8、1、2、4倍。图2表明，化合物3吸光度随着铜离子浓度的升高，成明显下降趋势。图3中，四氢呋喃水溶液中四氢呋喃与水体积本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于检测铜离子的含苄亚肼结构的荧光探针，其特征在于所述的荧光探针化合物3，其化学名为N,N’‑二(2‑羟基‑4‑(4’‑(1’‑氰基‑2’‑(4”‑己氧基)苯基)‑乙烯基)‑苯基))苄亚肼，其具体结构为：

【技术特征摘要】
1.一种用于检测铜离子的含苄亚肼结构的荧光探针，其特征在于所述的荧光探针化合物3，其化学名为N,N’-二(2-羟基-4-(4’-(1’-氰基-2’-(4”-己氧基)苯基)-乙烯基)-苯基))苄亚肼，其具体结构为：2.一种用于检测铜离子的含苄亚肼结构的荧光探针，包括首先将对羟基苯乙腈与4-己氧基苯甲醛在氢氧化钠催化下合成化合物1，再依次与六次甲基四胺、水合肼反应制备出荧光探针，其特征在于所述荧光探针通过如下技术方案实现：(1)在得到化合物1后，将化合物1与六次甲基四胺以摩尔比1:1～5比例，在乙酸中加热回流12～16小时，反应产物经处理后得到化合物2；(2)在氮气保护下，将水合肼与化合物2以摩尔比1:2～3比例混合加入乙醇,常温反应4～10小时，反应结束后，产物用乙醇/蒸馏水重结晶，过滤，干燥，得到黄色固体荧光探针化合物3，即为N,N’-二(2-羟基-4-(4’-(1’-氰基-2’-(4”-己氧基)苯基)-乙烯基)-苯基))苄亚肼。3.根据权利要求2所述的一种用于检测铜离子的含苄亚肼结构的荧光探针，其特征在于所述的化合物2为2-羟基-5-(1’-氰基-2’-(4’-己...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨发福，阮安娜，季晓雨，郭红玉，郑智恒，
申请(专利权)人：福建师范大学，
类型：发明
国别省市：福建,35