一种三氮唑衍生物、基于该类材料的荧光传感器及其在检测化学战剂中的应用制造技术

本发明专利技术提供了一种4H

【技术实现步骤摘要】
一种三氮唑衍生物、基于该类材料的荧光传感器及其在检测化学战剂中的应用


[0001]本专利技术涉及荧光传感
，特别涉及一种4H
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1,2,4
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三氮唑衍生物、 基于该类化合物的荧光传感器及其在检测化学战剂中的应用。

技术介绍

[0002]化学战争毒剂(简称化学战剂)是对战争或者相关的军事行动中被用作 杀害、伤害或者是使敌人瘫痪的所有具有毒性的化学物质的统称。化学战争 毒剂包括糜烂性毒剂(blister agent)，神经性毒剂(nerve agent)，窒息性 毒剂(choking agent)和窒息剂(asphyxiants)。化学战剂对人体健康伤害 巨大，发展高效灵敏检测化学战争毒剂的荧光传感器对于国家安全和地区稳 定具有重大的意义。
[0003]神经性毒剂包括G型神经毒剂(沙林、梭曼和塔崩)和V型神经毒剂(例 如VX)，它们是化学活性很高的有机磷化合物(OP)，它们的高毒性来自 于结构中的磷原子的强亲电性，可与乙酰胆碱酯酶中丝氨酸上的羟基发生亲 核反应，并不可逆地抑制其活性，使得乙酰胆碱酯酶在体内过量积蓄，导致 肌肉只会收缩而无法扩张，从而引起神经功能严重紊乱。糜烂性毒剂包括芥 子气、路易氏剂和氮芥气，接触皮肤和黏膜时能引起红肿、起泡、糜烂，对 眼睛可造成严重伤害；吸入时会损伤呼吸道、肺组织及神经系统。目前，已 经开发了基于各类仪器和化学检测技术对于沙林毒剂，芥子气及其模拟物的 检测，如气质联用(GC
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MS)和液质联用(LC
‑
>MS)、离子迁移谱分析等。 但这些技术通常成本高，操作复杂、检测耗时长、仪器大型化导致难以实现 就地的现场检测等问题。
[0004]相比于已有的检测方法，荧光检测拥有操作简单、成本低廉、能够实时 检测的优势。但是，目前已报道的对荧光传感材料对于沙林和芥子气的响应 时间长，有的还在分钟量级，且选择性不佳(参见Swager课题组[Zhang SW, Swager TM.J Am Chem Soc,2003,125:3420
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3421、Tian课题组[ZhangYuanlin,Lv Yanlin,Wang Xuefei,Tian Zhiyuan.Anal Chem,2018,90: 5481
‑
5488])。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术目的在于提供一种4H
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1,2,4
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三氮唑衍生物、基于该材 料的荧光传感器及其在检测化学战剂中的应用。本专利技术提供的荧光传感器以 4H
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1,2,4
‑
三氮唑衍生物作为荧光传感材料，用于检测化学战剂时具有灵敏、 响应快、选择性高、室温下即可进行的优势。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种4H
‑
1,2,4
‑
三氮唑衍生物，具有式I所示结构：
[0008][0009]式I中，A为为
[0010]M为
[0011]优选的，具有式II所示结构：
[0012][0013]本专利技术提供了上述4H
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1,2,4
‑
三氮唑衍生物的制备方法，包括以下步骤：
[0014](1)具有式a所示结构的化合物与1,2
‑
二((4
‑
溴苯基)氯代亚甲基)联肼进行环加成反应，得到具有式b所示结构的中间产物；
[0015]A
‑
NH2式a；
[0016](2)当M为
时，在第一催化剂的作用下，具有式c所示结构的化合物与具有式b所示结构的中间产物进行C
‑
C偶联反应，得到4H
‑
1,2,4
‑
三氮唑衍生物；
[0017][0018]当M为为为时，在第二催化剂和有机碱的存在下，具有式d所示结构的化合物与具有式b所示结构的中间产物进行C
‑
N偶联反应，得到4H
‑
1,2,4
‑
三氮唑衍生物；
[0019]M
‑
H式d。
[0020]优选的，所述步骤(1)中环加成反应的温度为135℃，时间为12h。
[0021]优选的，所述步骤(2)中C
‑
C偶联反应的温度为90℃，时间为48h；
[0022]所述C
‑
N偶联反应的温度为110℃，时间为36h。
[0023]优选的，所述步骤(2)中第一催化剂和第二催化剂独立为膦钯类催化剂。
[0024]本专利技术提供了上述4H
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1,2,4
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三氮唑衍生物作为荧光传感材料的应用。
[0025]本专利技术提供了一种荧光传感器，包括基体和位于基底表面的荧光传感材料薄膜；所述荧光传感材料为上述4H
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1,2,4
‑
三氮唑衍生物。
[0026]优选的，所述荧光探针材料薄膜的厚度为1～200nm。
[0027]本专利技术提供了荧光传感器在检测化学战剂中的应用，所述化学战剂包括 糜烂性毒剂和/或神经性毒剂；
[0028]所述糜烂性毒剂为芥子气和/或2
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氯乙基乙基硫醚；
[0029]所述神经性毒剂为沙林毒剂和/或氯磷酸二乙酯。
[0030]本专利技术提供了一种4H
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1,2,4
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三氮唑衍生物，具有式I所示结构。本专利技术 提供的4H
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1,2,4
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三氮唑衍生物的包括骨架4H
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1,2,4
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三氮唑(TAZ)、给电子 单元M和单元A，其中，4H
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1,2,4
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三氮唑作为主要的发光构筑单元，具有良 好的电子传输能力，是很好的深蓝光有机小分子材料，其光学性质表明，无 论是溶液中，还是处于薄膜状态，均具有很高的荧光效率；本专利技术以4H
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1,2,4
‑ꢀ
三氮唑作为电子受体基团，通过引入萘、蒽、并四苯、N
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苯基
‑1‑
萘胺、二苯 胺、三苯胺、吩噻嗪、吩噁嗪、吩嗪、咔唑、咔唑啉、二甲基吖啶、四苯乙 烯、芘、喹啉、喹喔啉及其它们的衍生物等电子给体基团，可形成分子主链 上的电荷转移态，构建出给体
‑
受体(D
‑
A)型有机荧光小分子。在本专利技术中， TAZ与电子给体基团连接后，其亲核性得以增强。使得本专利技术提供的 4H
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1,2,4
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三氮唑衍生物可与亲电的芥子气(SM)、2
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氯乙基乙基硫醚 (2
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CEES)、沙林毒剂(Sarin)、氯磷酸二乙酯(DCP)四种分析物发生 化学反应，从而达到检测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种4H
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1,2,4
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三氮唑衍生物，具有式I所示结构：式I中，A为A为M为M为
2.根据权利要求1所述的4H
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1,2,4
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三氮唑衍生物，其特征在于，具有式II所示结构：3.权利要求1或2所述的4H
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1,2,4
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三氮唑衍生物的制备方法，包括以下步骤：(1)具有式a所示结构的化合物与1,2
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二((4
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溴苯基)氯代亚甲基)联肼进行环加成反应，得到具有式b所示结构的中间产物；A
‑
NH2式a；(2)当M为(2)当M为时，在第一催化剂的作用下，具有式c所示结构的化合物与具有式b所示结构的中间产物进行C
‑
C偶联反应，得到4H
‑
1,2,4
‑
三氮唑衍生物；
当M为当M为当M为时，在第二催化剂和有机碱的存在下，具有式d所示结构的化合物与具有式b所示结构的中间产物进行C
‑
N偶联反应，得到4H
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1,2,4
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三氮唑衍生物；M
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H式d。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中环加成反应的温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明，郑平，李峰，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：