[发明专利]一种荧光化学传感器及其制备

说明书

技术领域

本发明涉及一种化学传感器和制备，特别是一种基于罗丹明B-杂氮冠醚结构且对Cr³⁺具有高度选择和高度敏感的荧光化学传感器，属于分析化学领域。

背景技术

铬是人体的必要营养素，在人体的代谢过程中起到重要作用，它的缺失或者不平衡将导致葡萄糖和脂的代谢紊乱，甚至造成糖尿病、心血管疾病和神经疾病等。另外铬也是一种自然界的污染物，特别是其在饮用水、食物和药品的含量是人们永恒关心的焦点。

对于应用于金属离子监测和检测的化学传感器的开发，一直是化学工程师们的研究热点。由于罗丹明基团具有出色的荧光性能，比如具有较长的激发和发射波长、较强的吸收和发射强度率，因此罗丹明基团常被作为荧光传感器探针。近几十年，对于基于罗丹明基团的化学传感器的发明和报道很多。

近几十年，基于罗丹明基团的化学传感器的报道很多。但是，对Cr³⁺高度选择和高度敏感的化学传感器却极少被报道。基于罗丹明B-杂氮冠醚结构且对Cr³⁺具有高度选择和高度敏感的荧光化学传感器的发明尚属首次。2007年，Mao J.等在Org.Lett.,2007,9,4567.报道了两种基于罗丹明的传感器，但其均对Fe³⁺和Cr³⁺有相应，专业性不强。2012年，Mahato P.等在Inorg.Chem.,2012,51,1769.报道了一种基于罗丹明的传感器，同样的问题，其对Hg²⁺和Cr³⁺均有响应，专一性不强。

发明内容

本发明的目的是基于上述化学传感器存在的问题，提供了一种基于罗丹明B-杂氮冠醚单元且对Cr³⁺具有高度选择和高度敏感的荧光化学传感器。

本发明另一个目的是提供上述荧光化学传感器的制备方法。

实现本发明目的的技术解决方案是：一种荧光化学传感器，所述传感器具有以下结构：

一种荧光化学传感器的制备，包括以下步骤：将式7化合物2-(2-胺乙基)-3',6'-二(二乙胺基)环[异吲哚啉基-1,9'-氧杂蒽]-3-酮（2-(2-aminoethyl)-3',6'-bis(diethylamino)spiro[isoindoline-1,9'-xanthen]-3-one）与式5化合物4,4'-(1,4,10,13-四氧杂-7,16-二氮环十八烷-7,16-基)-二(4-氧代丁酸)（4,4'-(1,4,10,13-tetraoxa-7,16-diazacyclooctadecane-7,16-diyl)bis(4-oxobutanoic acid)）在缩合剂DCC和HOBT作用下常温下搅拌反应生成目标产物P1。

所述的2-(2-胺乙基)-3',6'-二(二乙胺基)环[异吲哚啉基-1,9'-氧杂蒽]-3-酮与4,4'-(1,4,10,13-四氧杂-7,16-二氮环十八烷-7,16-基)-二(4-氧代丁酸)的摩尔比为2:1；所述的缩合剂DCC与4,4'-(1,4,10,13-四氧杂-7,16-二氮环十八烷-7,16-基)-二(4-氧代丁酸)的摩尔比为1:1；所述的HOBT与4,4'-(1,4,10,13-四氧杂-7,16-二氮环十八烷-7,16-基)-二(4-氧代丁酸)的摩尔比为1:1。

所述的2-(2-胺乙基)-3',6'-二(二乙胺基)环[异吲哚啉基-1,9'-氧杂蒽]-3-酮是通过罗丹明B与乙二胺常温搅拌反应制备得到。

所述的4,4'-(1,4,10,13-四氧杂-7,16-二氮环十八烷-7,16-基)-二(4-氧代丁酸)是通过3,14-二杂氮-18-冠-6和琥珀酸酐常温搅拌反应制备得到。

本发明P1的合成路线如下：

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

化学传感器P1基于一个杂氮冠醚环，对Cr³⁺具有高选择性和高敏感响应。因此，此化学传感器P1可应用于环境（水、空气等）、人体、食品、药品中的Cr³⁺的监测和检测，具有重要的应用前景。

附图说明

图1是本发明P1中加入各种离子后得到的荧光光谱。

图2是本发明P1中加入不同倍数Cr³⁺后得到的荧光光谱，插图是Cr³⁺的浓度和其对应的荧光强度关系图。