一种锌离子检测荧光探针NFP及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种锌离子检测荧光探针NFP及其制备方法和应用，该锌离子检测荧光探针NFP其结构如下式I所示，该荧光探针NFP对锌离子拥有很强的选择性，响应时间快，络合后肉眼可见的明显荧光增强以及低检出限。本发明专利技术以1，8

【技术实现步骤摘要】
一种锌离子检测荧光探针NFP及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于荧光探针
，具体涉及一种基于1,8
‑
萘酰亚胺衍生物为母体的锌离子检测荧光探针NFP及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]锌(Zn)是一种常见的有色金属，具有良好的压延性、耐磨性、抗腐蚀性、铸造性，且有很好的常温机械性，能与多种金属制成性能优良的合金。锌及其合金主要用于钢铁、冶金、机械、电气、化工、轻工、军事和医药等领域，目前在有色金属消费中仅次于铜和铝。锌元素是人体必需的微量元素，在人体含量仅次于铁。锌在人体内生长发育、免疫调节、维生素的利用等起着极其重要的作用。但“补锌不可以滥补”，若补锌过多，削弱其免疫功能，导致缺铁性贫血，影响消化系统功能，引发大、中血管损害，促发幼儿性早熟。同时，锌食入过多也可以可引起急性锌中毒，有呕吐、腹泻等胃肠道症状；在2010
‑
10
‑
01实施的《铅、锌工业污染物排放标准》(GB 25466
‑
2010)中规定在工业生产过程中，水污染物中含锌总量排放浓度不得超过1.0mg/L。中国的《食品添加剂卫生标准》中已做出规定，一般情况下自然来源饮用水中硫酸锌最大使用量不得超过6mg/kg，其他食品中含锌量不得超过2.46mg/L。因此，发展快速简便且能定量检测锌含量的方法具有重要的应用价值。
[0003]原子吸收光谱法(AAS)，二硫腙比色法，电感耦合等离子体发射光谱法，电感耦合等离子体质量探针以及电化学方法等是目前锌离子检测最有效的方法，但是这些方法需要昂贵的仪器，严谨的实验条件，样品预处理比较复杂以及测量时间相对较长。相比较而言，基于有机小分子设计的荧光探针具有高选择性，高灵敏度，检测时间短，操作简单，检测成本低，毒性低以及可视化等优点而备受关注。因此，设计开发高灵敏度、高选择性以及低检出限的Zn
2+
荧光探针具有重要的使用价值。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种锌离子检测荧光探针NFP，该荧光探针NFP对锌离子具有很高的选择性，低检出限，响应时间短，可以快速地检测环境系统中微量的锌离子。
[0005]本专利技术还提供了所述锌离子检测荧光探针NFP的制备方法和应用。
[0006]技术方案：为实现上述专利技术目的，本专利技术提供一种锌离子检测荧光探针NFP，所述锌离子检测荧光探针NFP以1，8
‑
萘酰亚胺衍生物和2
‑
呋喃酰肼为荧光基团，且通过一步希夫碱缩合而制备，其结构如下式I所示：
[0007][0008]本专利技术所述的锌离子检测荧光探针NFP的制备方法，包括如下步骤：
[0009]将4
‑
溴
‑
1，8
‑
萘二甲酸酐和正丁胺通过亲和加成
‑
消除反应得到中间体4
‑
溴
‑
1，8
‑
萘酰亚胺；然后以4
‑
溴
‑
1，8
‑
萘酰亚胺原料，硫酸铜为催化剂，甲醇钠为碱，于有机溶剂中进行反应，得到中间体4
‑
甲氧基
‑
1，8
‑
萘酰亚胺；再将中间体4
‑
甲氧基
‑
1，8
‑
萘酰亚胺加入到HI水溶液中，水解得到中间体4
‑
羟基
‑
1，8
‑
萘酰亚胺；最后将中间体4
‑
羟基
‑
1，8
‑
萘酰亚胺通过甲酰化反应得到目标原料4
‑
羟基
‑
1，8
‑
萘酰亚胺
‑3‑
醛；以目标原料4
‑
羟基
‑
1，8
‑
萘酰亚胺
‑3‑
醛和2
‑
呋喃酰肼通过缩合反应得到荧光探针NFP。
[0010]作为优选，所述锌离子检测荧光探针NFP制备的反应路线如下所示：
[0011][0012]所述反应路线中：中间体为4
‑
羟基
‑
1，8
‑
萘酰亚胺
‑3‑
醛(A)；2
‑
呋喃酰肼(B)；(E)
‑
N
’‑
(2
‑
丁基
‑6‑
羟基
‑
1，3
‑
二氧
‑
2，3
‑
二羟基
‑
1H
‑
苯并异喹啉5
‑
甲烯基)呋喃
‑1‑
酰肼(NFP)为本专利技术所述检测锌离子荧光探针分子。
[0013]其中，所述4
‑
溴
‑
1，8
‑
萘二甲酸酐加入并溶解到有机溶剂乙醇中，然后加入正丁胺，回流搅拌，待反应完全后，除去有机溶剂，然后通过柱层析得到中间体4
‑
溴
‑
1，8
‑
萘酰亚胺。
[0014]其中，所述中间体4
‑
溴
‑
1，8
‑
萘酰亚胺溶于有机溶剂甲醇中，然后加入甲醇钠和五水硫酸铜，加热回流搅拌，待反应完全后将反应液冷却至室温后，减压蒸馏除去有机溶剂，萃取，分液，干燥，除去溶剂后，通过柱层析得到中间体4
‑
甲氧基
‑
1，8
‑
萘酰亚胺。
[0015]其中，所述中间体4
‑
甲氧基
‑
1，8
‑
萘酰亚胺溶于HI水溶液后，高温回流搅拌，待反应完全后，将反应物冷却至室温，然后将反应液缓慢倒入冰水中，有固体析出，抽滤，得到中间体4
‑
羟基
‑
1，8
‑
萘酰亚胺。
[0016]其中，在搅拌的三氟乙酸溶液中，加入中间体4
‑
羟基
‑
1，8
‑
萘酰亚胺和乌洛托品，然后将混合反应体系升温回流过夜，反应完成后，将反应物料冷却至室温，加入三氯甲烷和HCl混合溶液搅拌，萃取，洗涤，分液，干燥，将粗产物通过柱层析纯化，得到目标原料A：4
‑
羟基
‑
1，8
‑
萘酰亚胺
‑3‑
醛。
[0017]其中，所述4
‑
羟基
‑
1，8
‑
萘酰亚胺
‑3‑
醛和2
‑
呋喃酰肼溶解于有机溶剂甲醇中，将混合物料回流搅拌，反应完成后，将反应物料冷却至室温，减压蒸馏除去溶剂，将粗产物通过重结晶纯化，得到荧光探针NFP。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锌离子检测荧光探针NFP，其特征在于，所述锌离子检测荧光探针NFP以1，8
‑
萘酰亚胺衍生物和2
‑
呋喃酰肼为荧光基团，其结构如下式I所示：2.一种权利要求1所述的锌离子检测荧光探针NFP的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将4
‑
溴
‑
1，8
‑
萘二甲酸酐和正丁胺通过亲和加成
‑
消除反应得到中间体4
‑
溴
‑
1，8
‑
萘酰亚胺；然后以4
‑
溴
‑
1，8
‑
萘酰亚胺原料，硫酸铜为催化剂，甲醇钠为碱，于有机溶剂中进行反应，得到中间体4
‑
甲氧基
‑
1，8
‑
萘酰亚胺；再将中间体4
‑
甲氧基
‑
1，8
‑
萘酰亚胺加入到HI水溶液中，水解得到中间体4
‑
羟基
‑
1，8
‑
萘酰亚胺；最后将中间体4
‑
羟基
‑
1，8
‑
萘酰亚胺通过甲酰化反应得到目标原料4
‑
羟基
‑
1，8
‑
萘酰亚胺
‑3‑
醛；以目标原料4
‑
羟基
‑
1，8
‑
萘酰亚胺
‑3‑
醛和化合物2
‑
呋喃酰肼通过缩合反应得到荧光探针NFP。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述锌离子检测荧光探针NFP制备的反应路线如下所示：4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述4
‑
溴
‑
1，8
‑
萘二甲酸酐加入并溶解到有机溶剂乙醇中，然后加入正丁胺，回流搅拌，待反应完全后，除去有机溶剂，然后通过柱层析得到中间体4
‑
溴
‑
1，8
‑
萘酰亚胺。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述中间体4
‑
溴
‑
1，8
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：许海燕，梁崇耀，王宇，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：