[发明专利]一种比率吸收光度法测定Ag+或F‑的方法

说明书

技术领域

本发明属于分析化学和有机化学领域。具体地说是一种比率吸收光度法测定特定金属离子或阴离子的方法和试剂。

背景技术：紫外-可见分光光度法是有机、无机物质检测最常用的一种定性、定量和结构分析方法。操作简单、准确度高、重现性好。利用紫外吸收简单、快速对特定目标分子、离子的检测是各类检测试剂应用的主要方法。与单纯的利用单一波长处的吸光度增强或吸光度减弱的检测试剂相比，比率吸收检测试剂是利用两个波长的吸光度比值进行检测，可有效消除试剂自身浓度、背景、光源强度及仪器灵敏性等因素引起的数据失真，从而能够得到更准确的结果。如Mahapatra等人合成的香豆素类衍生物在乙腈-水混合溶剂中，采用比率吸收光度法能选择性的识别醋酸根离子。

以硫杂杯芳烃作为结构平台的新型检测试剂分子发展迅速。与经典杯芳烃相比，硫杂杯[4]芳烃的桥联硫原子易于被氧化和化学修饰，具有不同的空腔结构和立体构型，能更好的与软金属进行络合。目前以硫杂杯[4]芳烃为主体分子结构平台，对于在1,2-位上接荧光基团进行修饰的相关报道还比较少，人们对它的研究还处在摸索阶段。这类杯芳烃与1,3-取代杯芳烃或全取代杯芳烃具有明显的结构差异，该类检测试剂在结构上具有新颖性。预测其在识别的选择性和灵敏度等应用检测方面会有非常好的前景。Tu等人合成了硫杂杯[4]芳烃下沿1,2-位冠醚，3,4-位乙酰胺衍生物，该衍生物对碱土金属的选择性识别性较好，其选择顺序为Ba²⁺>Sr²⁺>Ca²⁺>Mg²⁺，这表明随着离子半径的增大，选择性越来越好，尤其对Ba²⁺具有很好的识别功能。Fumitaka Narumi等人合成的手性1,2-冠醚硫杂杯[4]芳烃衍生物对1-苯乙胺具有手性识别功能。Yanfei Yang等合成了经典杯[4]-1,2冠醚衍生物，由于结构不同，性质上不仅表现出对碱金属和碱土金属有识别，更是对Hg²⁺和 Pb²⁺有识别作用。

银离子是一种过渡金属，能与各种代谢中间体结合，例如蛋白质酶，从而阻断生命代谢过程；土壤施用了含银的污水，会大大降低土壤微生物的活性，从而影响生态系统的新陈代谢；血银和尿银是人体健康的一项重要指标，人体摄入过量的银会导致皮肤和眼睛上长期的银质沉积，即慢性中毒。银的定量检测，已成为冶金工业、环境部门和卫生防疫部门的一项重要检测项目。因此，建立快速、高效的银离子的检测方法对生命、环境和医药科学都具有重要的意义。近年来，通过紫外分光光度法分析，实现快速、高灵敏性检测Ag⁺的化学传感器备受关注。如段灵俊等人合成的以四苯基乙烯为母体的衍生物在未加Ag⁺之前，在250nm和320nm有着较强吸收峰，逐渐滴加Ag⁺过程中，275nm处的吸收逐渐增大，而320nm处的吸收峰逐渐减小，并在300nm处产生一个等吸收点，紫外吸收发生了蓝移。Amrita Chatterjee等人发现利用罗丹明衍生物在水和乙醇的混合溶液中，对Ag⁺有特殊的响应。

卤素及酸根阴离子在生命科学、药学、分子催化及环境科学等领域起着关键作用，关于这些微量阴离子的复杂环境中识别、高灵敏的检测研究尤为重要。由于阴离子几何外形多样、体积较大、电子云密度较低、溶剂化及质子化趋势强，因此设计合成具有高选择性阴离子识别功能的主体化合物是一项富有挑战性的工作。Mao-Sen Yuan等人利用三聚茚为母体分别与2-乙炔噻吩和二苯胺合成了两个检测试剂。将三聚茚与2-乙炔噻吩反应后得到的检测试剂，在THF溶液中加入F^-后，吸收峰发生明显红移，由原来的390 nm 位移到430nm处，并能实现裸眼识别。同样，将三聚茚与二苯胺反应得到的另一检测试剂，也表现出对F^-良好选择性。解永树等设计合成了基于吡咯-半醌类衍生物F^-探针，由于具有两种化学环境的NH质子，在加入少于40eq氟离子时，最大吸收波长在571 nm处渐渐减小，在740 nm处渐渐增大，同时颜色由酒红变成灰白色。继续滴加至大于40eq氟离子时，出现了蓝移，最大吸收波长在740 nm处渐渐减小，在624 nm处渐渐增大，颜色由灰白色变成绿色。开发特定结构、合成方法新颖、灵敏度和选择性优越的氟离子检测试剂在不同领域有应用价值。