[发明专利]N-5(2-巯基-1,3,4-噻二唑)对苯二亚胺在检测氰根离子、铜离子中的应用

说明书

技术领域

本发明属于离子检测技术领域，涉及受体化合物N-5(2-巯基-1,3,4-噻二唑)对苯二亚胺在检测CN^-、Cu²⁺中的应用。

背景技术

氰化物被广泛应用于黄金采矿、电镀、冶金等方面，在工业生产上具有很重要的作用。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进入血液循环。血液中细胞色素氧化酶的Fe³⁺与CN^-结合后生成氰化高铁细胞色素氧化酶，使Fe³⁺丧失传递电子的能力，导致呼吸链中断，细胞窒息死亡。因此，CN^-的检测在生命科学和环境检测领域有重要的应用。到目前为止，虽然人们已经提出了多种检测氰根离子的方法，但是许多方法需要昂贵的仪器和复杂的操作，严重地制约了这些方法的推广使用。据此，开发操作简便、选择性好且成本低廉的CN^-检测方法具有非常重要的意义。

在离子检测领域，比色法由于操作简单、仪器易得等原因而倍受关注。目前，文献已公开了多种比色检测CN^-和Cu²⁺的受体，但是，这些受体往往结构复杂，难以合成，不易在含水体系中实现检测；另一方面，以往的受体化合物绝大多数不能实现CN^-及Cu²⁺的连续检测。

化合物N-5（2-巯基-1,3,4-噻二唑）对苯二亚胺(S3)为噻唑类双西弗碱化合物，其结构及合成参见文献（Wen-Long Yang, Wen-Li Wang, You-Ming Zhang, Tai-Bao Wei， Synthesis and Bioactivity of Some Novel 5-Arylmethylideneamino-1,3,4-Thiadiazole-2- Ylthioacetanilide Derivatives[J], Phosphorus, Sulfur, and Silicon, 2013, 188:1770-1777），其合成路线如下：

化合物N-5（2-巯基-1,3,4-噻二唑）对苯二亚胺(S3) 作为噻唑类双西弗碱化合物，表现出强的共轭效应，且含有较强配位能力的S、N杂原子，利用巯基可增加主体分子的亲水性、含有活泼氢对特定离子具有强结合能力，可作为理想的结合位点等特性，有望实现在含水介质中高选择性、高灵敏度识别特定阴阳离子。目前，化合物S3主要作为有机合成原料或有机合成中间体。

发明内容

本发明的目的是提供一种化合物N-5（2-巯基-1,3,4-噻二唑）对苯二亚胺(S3)作为受体化合物在连续检测CN^-、Cu²⁺中的应用。

由于化合物S3含有-SH，CN^-可夺取-SH上的活泼氢，进而形成主体S3的氢氰酸盐，从而使主体S3溶液变色，以达到比色检测CN^-的目的。化合物S3识别CN^-的机理如下：

下面通过实验对化合物S3作为受体化合物在含水体系中识别CN^-、Cu²⁺的性能进行说明。

1、S3对CN^-的识别性能研究

分别移取0.5 mL受体化合物 S3的DMSO溶液(2×10^-4mol·L^-1)于一系列10mL比色管中。分别加入F^-、Cl^-、Br^-、I^-、CH₃COO^-、HSO₄^-、H₂PO₄^-和ClO₄^-的DMSO溶液(0.01mol·L^-1)以及SCN^-和CN^-的水溶液(0.01mol·L^-1)各0.1mL，2.1 mL蒸馏水，用DMSO稀释至刻度，使各种阴离子浓度为受体化合物浓度的10倍，DMSO-H₂O体系中水的体积百分数是42%。混合均匀后，观察各种阴离子对受体的响应。