一种铝离子荧光探针及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铝离子荧光探针及其制备方法，该方法以六次甲基四胺、7‑羟基香豆素和冰乙酸为原料合成了7‑羟基香豆素‑8‑醛，再利用7‑羟基香豆素‑8‑醛与邻氨基苯酚合成了铝离子荧光探针。本发明专利技术利用核磁谱与质谱表征了铝离子荧光探针的结构，通过紫外光谱和荧光光谱分析了荧光探针的光谱性质，结果表明该荧光探针具有很好的选择性，而且在识别铝离子时不受其他共存离子的干扰，探针以1:1的比例与铝离子产生配位作用，并且反应具有可逆性。因此，该荧光探针能够很好的用于铝离子的检测。

【技术实现步骤摘要】
一种铝离子荧光探针及其制备方法
本专利技术属于荧光探针
，具体涉及一种铝离子荧光探针及其制备方法。
技术介绍
在自然界中，铝元素是地壳中储量最丰富的金属元素，约占地壳中元素总量的8％，主要以铝硅酸盐矿石存在，还有冰晶石和铝土矿。随着现代工业的不断发展，人们在许多领域都在使用着铝元素，虽然人类对铝元素的使用加快了文明的进程，然而铝离子所带来的负面效应也日益突出。比如，中枢神经系统及免疫系统会由于铝离子浓度过高而受到破坏，从而引发细胞衰亡、生物酶活性降低等，导致老年痴呆、帕金森症等疾病。此外，还会抑制人体对维生素D及钙、磷等元素的吸收，进而引发骨骼软化及关节疼痛。在土壤中，经过微生物或酸作用后铝元素以铝离子的形式存在并被植物所吸收。当植物吸收了过量铝离子后，植物的抵抗力因此而降低，从而影响到植物的生长过程。因此，我们很有必要寻找一种快速检测铝离子的方法。检测铝离子的传统方法包括原子光谱法、离子色谱法、电化学分析法、等离子体发射光谱法及质谱法等。然而这些测试方法都存在许多缺点，诸如对仪器的要求很高、操作过程比较复杂、检测时间较长等。与此类传统方法相比，荧光探针法检测金属离子具有更突出的优点，比如测试速度快、成本低、选择性及灵敏度高、操作方便等，但是目前关于检测铝离子的荧光探针鲜有报道，因此很有必要对此类荧光探针进行研发，以拓展荧光探针的应用范围以及更好的检测铝离子。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中的问题，提供一种铝离子荧光探针及其制备方法。本专利技术的第一个目的是提供一种铝离子荧光探针，结构式如下：本专利技术的第二个目的是提供一种铝离子荧光探针的制备方法，合成路线如下：制备方法如下：步骤1，六次甲基四胺、7-羟基香豆素和冰乙酸混合后回流反应，回流反应完毕加入盐酸溶液反应，制得中间体7-羟基香豆素-8-醛；步骤2，7-羟基香豆素-8-醛与邻氨基苯酚反应，制得所述铝离子荧光探针。优选的，步骤1的具体反应步骤如下：将六次甲基四胺、7-羟基香豆素和冰乙酸混合后回流反应4-6h，反应完毕往反应液中加入质量浓度为20％的盐酸溶液，再降温至40-80℃，反应20-50min，反应完毕后对反应液进行后处理，得到中间体7-羟基香豆素-8-醛；其中，六次甲基四胺、7-羟基香豆素、冰乙酸、盐酸溶液的用量比为1-2g：1g：10ml：15ml。优选的，步骤2的具体反应步骤如下：在加热回流的条件下使7-羟基香豆素-8-醛溶于无水乙醇A中，得到7-羟基香豆素-8-醛溶液；将邻氨基苯酚溶解在无水乙醇B中，得到邻氨基苯酚溶液；将邻氨基苯酚溶液逐滴加入到7-羟基香豆素-8-醛溶液中，滴加完毕后回流反应20-24h，反应完毕后对反应液进行后处理，即得到所述铝离子荧光探针；其中，7-羟基香豆素-8-醛、无水乙醇A、邻氨基苯酚、无水乙醇B的用量比为0.25-0.38g：50ml：0.22g：35ml。优选的，步骤1中后处理步骤如下：反应液用有机溶剂萃取后再用无水MgSO4干燥、浓缩，得到粗产物，用无水乙醇对粗产物重结晶，得到7-羟基香豆素-8-醛。优选的，所述有机溶剂为乙醚。优选的，步骤2中后处理步骤如下：反应液自然冷却后减压浓缩至体积为原来的20％，抽滤，滤渣用无水乙醇淋洗，然后真空干燥，得到所述铝离子荧光探针。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术以7-羟基香豆素与邻氨基苯酚为原料合成了基于香豆素的铝离子荧光探针，利用核磁谱与质谱表征了其结构，通过紫外光谱和荧光光谱分析了荧光探针的光谱性质，结果表明该探针具有很好的选择性，而且在识别铝离子时不受其他共存离子的干扰，探针以1:1的比例与铝离子产生配位作用，并且反应具有可逆性。因此，该荧光探针能够很好的用于铝离子的检测。附图说明图1为实施例1制备出的铝离子荧光探针在EtOH:H2O＝1:9(V:V)溶液中加入不同金属离子后的荧光发射光谱图；图2为实施例1制备出的铝离子荧光探针在EtOH:H2O＝1:9(V:V)溶液中随Al3+浓度增加的紫外光谱图；图3为实施例1制备出的铝离子荧光探针在EtOH:H2O＝1:9(V:V)溶液中随Al3+浓度增加的荧光发射光谱；其中，右上角的插图表示荧光滴定曲线；图4为Al3+与不同金属离子对实施例1制备出的铝离子荧光探针的竞争性实验结果图；图5为实施例1制备出的铝离子荧光探针在EtOH:H2O＝1:9(V:V)溶液中的Job’splot曲线；图6为实施例1制备出的铝离子荧光探针的可逆性实验结果图；图7为实施例1制备出的铝离子荧光探针与Al3+的配位作用机理图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围，下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。下述各实施例中铝离子荧光探针的结构式如下：铝离子荧光探针的具体合成路线如下：需要说明的是，实施例中所用的仪器设备和试剂如下：MALDI-TOFMS质谱仪(英国克雷斯托分析仪器公司)；400MHz核磁共振谱仪(瑞士Bruker公司)；Cary-100紫外-可见分光光度计(AgilentTechnologies)；HORIBA荧光光谱仪(HORIBAScientific)；显微熔点测定仪(上海微图仪器科技发展有限公司)。7-羟基香豆素，六次甲基四胺，邻氨基苯酚，冰乙酸，无水乙醇，甲醇，金属硝酸盐(结晶水合物)均为分析纯。实施例1一种铝离子荧光探针的制备方法，包括以下步骤：步骤1，向干净的250mL的圆底烧瓶中依次加入10g六次甲基四胺与5g7-羟基香豆素，再加入50mL冰乙酸，将反应物充分搅拌，调节反应温度为95℃后加热回流5h，再将配制好的75mL、质量浓度为20％的盐酸转移到反应物中，将温度调为60℃后加热30min，其后将反应物放置冷却，用有机溶剂乙醚萃取反应后的液体(50mL×3)，合并萃取后的有机物，然后加入无水MgSO4进行干燥，将干燥后的有机物浓缩并得到粗产物，最后用无水乙醇对粗产物重结晶，得到1.25g淡黄色条状固体，即7-羟基香豆素-8-醛，产率为21％。7-羟基香豆素-8-醛的核磁表征数据如下：m.p.188.4-189.2℃。1HNMR(400MHz,DMSO-d6)δ11.92(s,1H),10.43(s,1H),8.02(d,J＝9.5Hz,1H),7.88(d,J＝8.7Hz,1H),6.96(d,J＝8.7Hz,1H),6.39(d,J＝9.5Hz,1H).13CNMR(101MHz,DMSO-d6)δ191.26,164.33,159.48,156.09,144.90,136.69,114.35,113.01,111.57,109.57.ESI-MS：m/z191.4[M+H]+；步骤2，向准备好的250mL圆底烧瓶中先加入0.38g中间体7-羟基香豆素-8-醛，再加入50mL无水乙醇，调节温度为90℃，加热使其回流溶解，然后将0.22g邻氨基苯酚溶解在35mL无水乙醇中，再逐滴加入到7-羟基香豆素-8-醛溶液中，其后加热回流24h，自然冷却后将所得反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝离子荧光探针，其特征在于，结构式如下：

【技术特征摘要】
1.一种铝离子荧光探针，其特征在于，结构式如下：2.根据权利要求1所述的铝离子荧光探针的制备方法，其特征在于，合成路线如下：制备方法如下：步骤1，六次甲基四胺、7-羟基香豆素和冰乙酸混合后回流反应，回流反应完毕加入盐酸溶液反应，制得中间体7-羟基香豆素-8-醛；步骤2，7-羟基香豆素-8-醛与邻氨基苯酚反应，制得所述铝离子荧光探针。3.根据权利要求2述的铝离子荧光探针的制备方法，其特征在于，步骤1的具体反应步骤如下：将六次甲基四胺、7-羟基香豆素和冰乙酸混合后回流反应4-6h，反应完毕往反应液中加入质量浓度为20％的盐酸溶液，再降温至40-80℃，反应20-50min，反应完毕后对反应液进行后处理，得到中间体7-羟基香豆素-8-醛；其中，六次甲基四胺、7-羟基香豆素、冰乙酸、盐酸溶液的用量比为1-2g：1g：10ml：15ml。4.根据利要求2述的铝离子荧光探针的制备方法，其特征在于，步骤2的具体反应步骤如下：在加热回流的条件下使7-羟基香豆...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨文生，
申请(专利权)人：榆林学院，
类型：发明
国别省市：陕西,61