[发明专利]长链喹啉酰腙类凝胶因子及其金属凝胶制备和在检测氰根离子中的应用

说明书

技术领域

本发明属于阴离子检测技术领域，涉及一种能够比色-荧光检测氰根离子的氰根离子的凝胶因子，尤其涉及一种长链喹啉酰腙类凝胶因子。本发明同时还涉及以长链喹啉酰腙类为凝胶因子制备的有机金属凝胶以及该有机金属凝胶在荧光-比色识别氰根离子中的应用。

背景技术

氰化物被广泛应用于冶金、制革、电镀等化学工艺过程中，在工业生产中具有重要的作用。但是，氰化物具有很强的毒性，并且非常容易被人体吸收，可经口、呼吸道或皮肤进入人体。氰化物进入胃内，在胃酸的解离下，能立即水解为氢氰酸而被吸收。此种物质进入血液循环后，血液中的细胞色素氧化酶的Fe³⁺与CN^-结合，生成氰化高铁细胞色素氧化酶，丧失传递电子的能力，使呼吸链中断，细胞窒息死亡。由于氰化物在类脂中的溶解度比较大，所以中枢神经系统首先受到危害，尤其是呼吸中枢更为敏感。呼吸衰竭乃是氰化物急性中毒致死的主要原因。因此，CN^-的检测在生命科学和环境监测等领域有着重要的应用。

近年来，在离子检测领域，比色法或荧光法由于操作简便、仪器易得等特点成为研究的热点。另外，离子响应型有机凝胶由于其易于制备，携带方便，成为离子识别领域的新的研究热点。因此，设计合成一种能够检测氰根离子的凝胶材料，具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种长链喹啉酰腙类凝胶因子；

本发明的另一目的是提供一种长链喹啉酰腙类凝胶因子的制备方法；

本发明的再一目的是提供一种有机金属凝胶的制备方法；

本发明的最终目的是提供该有机金属凝胶在荧光-比色识别氰根离子中的应用。

（一）长链喹啉酰腙类凝胶因子

本发明长链喹啉酰腙类凝胶因子，其化学名称为：喹啉-2-亚甲基-3,4,5-三（十六烷氧基）苯甲酰腙），其结构式如下：

                                                                               

（二）长链喹啉酰腙类凝胶因子的制备

本发明长链喹啉酰腙类凝胶因子的制备方法，包括以下工艺步骤 ：

（1）3,4,5-三(十六烷氧基)苯甲酸甲酯的合成：以丙酮为溶剂，K₂CO₃与 KI为混合催化剂，没食子酸甲酯与1-溴代正十六烷以1:3~1:6的摩尔比，于40~80℃下 反应24~72h；反应完成后蒸干溶剂，CHCl₃萃取，过滤，洗涤（滤液先用蒸馏水洗涤，再用2%的NaOH溶液洗涤，然后用饱和NaCl溶液洗涤），无水Na₂SO₄干燥，即得产物3,4,5-三(十六烷氧基)苯甲酸甲酯；催化剂K₂CO₃的用量为没食子酸甲酯摩尔量的2~10倍；KI的用量为没食子酸甲酯摩尔量的1~4倍；

（2）3,4,5-三(十六烷氧基)苯甲酰肼的合成：以无水乙醇为溶剂，3,4,5-三(十六烷氧基)苯甲酸甲酯与水合肼以1:1.1~1:10的摩尔比，于60~100℃下反应4~8h，冷却后抽滤，得白色固体，用乙醇重结晶，得到产物3,4,5-三(十六烷氧基)苯甲酰肼；

（3）目标产物的合成：无水乙醇为溶剂，冰乙酸为催化剂，3,4,5-三(十六烷氧基)苯甲酰肼与喹啉-2-甲醛以1:1~1:2的摩尔比，于60~100℃下 反应2~8h，冷却后抽滤，得白色固体；用三氯甲烷-乙醇重结晶，得到目标产物——长链喹啉酰腙类凝胶因子。催化剂冰乙酸或对甲苯磺酸的用量为喹啉-2-甲醛摩尔量的0.2~3倍；三氯甲烷-乙醇中，三氯甲烷与乙醇的体积比为1:3~1:0.2。

反应式如下：

       ；

（三）有机金属凝胶

1、有机金属凝胶的制备

方法Ⅰ：将凝胶因子加入到DMF、乙醇或丙酮中，加热使其溶解，形成质量百分数为0.6~3%的凝胶溶液，静置冷却至室温，形成米黄色的有机凝胶；再向其中加入凝胶因子0.25~2倍摩尔量的Cu²⁺的DMF溶液，使其扩散；静置，待凝胶完全变成黄褐色，即为有机金属凝胶OMG1。