一种三嗪三吡唑化合物在阴离子检测中的应用制造技术

本发明专利技术提供一种三嗪三吡唑化合物在阴离子检测中的应用，所述三嗪三吡唑化合物为2,4,6‑三(4‑(1H‑吡唑‑4‑基)苯基)‑1,3,5‑三嗪，其化学式为C

Application of triazine tripyrazole compound in anion detection

【技术实现步骤摘要】
一种三嗪三吡唑化合物在阴离子检测中的应用
本专利技术涉及阴离子检测领域，更具体地，涉及一种三嗪三吡唑化合物在阴离子检测中的应用。
技术介绍
阴离子检测在实际生产生活中有着重要的意义。例如检测饮用水中的氯离子、硝酸根离子或硫酸根离子，硝酸盐是有氧环境中各种形态含氮化合物中最稳定的氮化合物，人类摄入硝酸盐后经肠道中微生物作用转变成亚硝酸盐而出现中毒；而硫酸盐达到一定量会导致腹泻。又例如污水中阴离子的检测，比如硝酸根离子或磷酸根离子的含量过多，排放后易造成水体富营养化，导致水生态系统物种分布失衡，从而影响人类的生存。尽管有些情况最终需要定量检测，但是先经过定性检测也有利于更高效得出结果。目前，用于NO3-、Cl-、PO43-、SO42-等阴离子的检测方法有很多。阴离子是潜在的氢键受体，近年来阴离子与吡唑之间的相互氢键作用引起了广泛的关注，从而有人尝试用含吡唑的化合物进行阴离子识别。但是，现有的报道中，有的化合物只对卤素离子有较好的识别作用，而对NO3-、PO43-、SO42-无法识别。而且有的情况下，一旦待测阴离子浓度较低，就无法被识别了。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种三嗪三吡唑化合物在阴离子检测中的应用。本专利技术提供一种三嗪三吡唑化合物在阴离子检测中的应用，所述三嗪三吡唑化合物为2,4,6-三(4-(1H-吡唑-4-基)苯基)-1,3,5-三嗪，其化学式为C30H21N9，结构式为所述阴离子为NO3-、Cl-、PO43-、SO42-或CF3COO-。本专利技术的三嗪三吡唑化合物以末端吡唑之间的[N-H...N]键为基础，通过氢键自组装形成多孔分子晶体，这种三维网络结构与阴离子会产生氢键作用，对NO3-、Cl-、PO43-、SO42-、CF3COO-阴离子具有明显的响应，更为方便快捷的识别这些阴离子。进一步地，检测时，将所述三嗪三吡唑化合物溶于有机溶剂配制成澄清无色溶液，加入含有所述阴离子的溶液，则所述澄清无色溶液变成黄绿色或出现沉淀。进一步地，所述有机溶剂为甲醇。进一步地，所述澄清无色溶液的浓度为1～100mM。进一步地，所述澄清无色溶液的浓度为2.5～3mM，所述阴离子的检出限为2.2M。根据上述应用，本专利技术还提供一种阴离子检测试剂，其包括上述三嗪三吡唑化合物。优选为上述三嗪三吡唑化合物的甲醇溶液。本专利技术的三嗪三吡唑化合物以末端吡唑之间的[N-H...N]键为基础，通过氢键自组装形成多孔分子晶体，这种三维网络结构与阴离子会产生氢键作用，对NO3-、Cl-、PO43-、SO42-、CF3COO-阴离子具有明显的响应，更为方便快捷的识别这些阴离子。附图说明图1为本专利技术实施例1所得化合物的核磁氢谱图；图2为本专利技术实施例1所得化合物的核磁碳谱图；图3为本专利技术实施例1所得化合物的质谱图；图4为本专利技术实施例1所得化合物的单晶结构及从c轴方向观察的堆积图；图5为本专利技术三嗪三吡唑化合物在甲醇溶液中浓度为5.9mM时分别对阴离子NO3-、Cl-、PO43-、SO42-、CF3COO-识别前后的反应现象；图6为本专利技术三嗪三吡唑化合物在甲醇溶液中浓度为2.95mM时分别对阴离子NO3-、Cl-、PO43-、SO42-、CF3COO-识别前后的反应现象。具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。实施例1本实施例提供一种三嗪三吡唑化合物，结构式如下：其制备方法包括以下步骤：(1)4-吡唑硼酸频那醇酯(10g，51.5mmol)与3,4-二氢-2H-吡喃(4.79g，57mmol)在25mL甲苯溶液中用三氟乙酸(591mg，5.2mmol)作催化剂，于95℃加热回流反应过夜，旋蒸得到1-(四氢吡喃-2-基)-3-(4,4,5,5-四甲基-[1,3,2]二氧杂醇-2-基)-1H-吡唑(8.45g,19.6mmol)，产率为59％。(2)将4-溴苯腈(1092mg,6.0mmol)加入到50mL斯林克瓶中，用15mL氯仿溶液溶解，冰浴下慢慢滴加三氟甲磺酸(534μL，2.0mmol)，在氮气保护下先室温反应10～15小时，再在50℃下反应一天，得到白色固体(950mg，1.74mmol)，即2,4,6-三(4-溴-苯基)-1,3,5-三嗪，产率为87％。(3)分别称取2,4,6-三(4-溴-苯基)-1,3,5-三嗪(546mg,1.0mmol)、1-(四氢吡喃-2-基)-3-(4,4,5,5-四甲基-[1,3,2]二氧杂醇-2-基)-1H-吡唑(1001.4mg,3.6mmol)、碳酸钾(304.1mg,2.2mmol)、四(三苯基磷)钯(115.6mg，0.1mmol)于100mL斯林克瓶中，加入25mL正丁醇和5mL去离子水，装上回流装置和充氮气装置，在氮气保护下120℃搅拌回流24小时。(4)减压蒸馏除去溶剂，将所得产物溶于二氯甲烷，用水萃取三次，取有机层，除去溶剂；用硅胶色谱分离得到中间产物，然后溶解在40mL二氯甲烷和甲醇(体积比为1:1)的混合溶液中慢慢滴加稀盐酸回流反应过夜，将悬浊液进行过滤，得到2,4,6-三(4-(1H-吡唑-4-基)苯基)-1,3,5-三嗪化合物(181.2mg，0.36mmol)，产率为35.7％。将所得产物分别进行核磁氢谱、碳谱及质谱表征，结果如图1～3所示。1HNMR(400MHz,DMSO,ppm)δ＝13.16(s,pz-H),8.73(d,J＝8.4,Ar-H),8.44(s,Ar-H),8.13(s,Ar-H),7.91(d,J＝8.4,Ar-H)。13CNMR(400MHz,DMSO,ppm)δ＝170.97,138.12,137.26,133.25,129.79,127.03,125.78,120.98。由上述结果分析可知，所得产物为式(I)化合物。将三嗪三吡唑化合物(10.15mg，0.02mmol)用1mL的DMSO完全溶解，盛放在3mL小瓶中，外面用乙酸乙酯扩散，室温下静置放置一周后，长出无色透明晶体。X-射线单晶衍射分析得到单晶结构，如图4所示，这一结果表明，该三嗪三吡唑化合物通过氢键自组装得到多孔分子晶体。应用例分别取1.5mg实施例1所得单晶，用0.5mL甲醇配制成5.9mM的澄清无色溶液，共5个试样，室温下分别加入2.2M的硝酸(1#瓶)，盐酸(2#瓶)，磷酸(3#瓶)，硫酸(4#瓶)，三氟乙酸(5#瓶)，观察现象，瓶中立即出现颜色变化，变成黄绿色或出现沉淀，具体如图5所示。考虑到浓度大小对阴离子识别产生的影响，又进行浓度减半之后的试验。分别取0.75mg实施例1所得单晶，用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三嗪三吡唑化合物在阴离子检测中的应用，其特征在于，所述三嗪三吡唑化合物为2,4,6-三(4-(1H-吡唑-4-基)苯基)-1,3,5-三嗪，其化学式为C

【技术特征摘要】
1.一种三嗪三吡唑化合物在阴离子检测中的应用，其特征在于，所述三嗪三吡唑化合物为2,4,6-三(4-(1H-吡唑-4-基)苯基)-1,3,5-三嗪，其化学式为C30H21N9，结构式为



所述阴离子为NO3-、Cl-、PO43-、SO42-或CF3COO-。


2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，检测时，将所述三嗪三吡唑化合物溶于有机溶剂配制成澄清无色溶液，加入含有所述阴离子的溶液，则所述澄清无...

【专利技术属性】
技术研发人员：于澍燕，张梦思，童金，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11