[发明专利]氨基苯并噻唑修饰的柱芳烃及其合成和在连续荧光识别水相中Fe3+、F-的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种氨基苯并噻唑修饰的功能化柱芳烃及其制备方法；本发明同时还 涉及该功能化柱芳烃在含水体系中荧光连续检测Fe³⁺和F^-的应用，属于高分子技术领域和 离子检测技术领域。

背景技术

柱芳烃作为新一代大环分子主体，是通过1,4-位亚甲基桥连，结构高度对称的高 分子聚合物。相比于冠醚，环糊精，杯芳烃具有更好的对称性和刚性结构，这种特殊的结构 使得它们对客体具有独特的选择性。因此，柱芳烃作为一类新的大环分子在主客体化学方 面已经展示出非常出色的效果。通过对柱芳烃结构的修饰，许多主客体化学体系得到很好 的发展。

在生物和环境科学上，高选择性、高效的化学传感器的发展正日渐受到人们的关 注，人们已经越来越多地将注意力集中到这类传感器的研究上。设计及合成一类高敏感性、 高选择性的荧光探针是有机和分析化学家的最基本的一项目标。铁是一种人体必需的元 素，它在所有的活体细胞中发挥着重要的作用。它存在于许多酶和蛋白质的结构当中，因此 它在生命体的新陈代谢过程中是必不可少的,很多细胞生物及化学反应都需要它的加入。 一旦人体缺少铁，很多疾病便会随之而来，比如说常见的缺铁性贫血。然而，铁浓度过高对 生命体同样是不利的。有研究表明，一些肿瘤、糖尿病等的产生都与之有关。因此，在控制环 境污染保证人类健康方面，铁离子的检测是十分重要的。众所周知，氟离子方面以及作为生 物代谢的重要阴离子，在生命过程中发挥着重要的作用。但过量地摄取会引起氟中毒，因此 对氟离子的检测具有重要意义，氟离子的简便、快速检测方法在临床医疗上表现得越来越 重要。由于荧光检测技术具有方便快捷、灵敏度高、选择性好等优点，大量的工作集中于设 计并合成能够将分子识别事件通过分子的荧光信号有效表达的荧光分子。

发明内容

本发明的目的是提供一种氨基苯并噻唑修饰的柱芳烃；

本发明的另一目的是提供一种氨基苯并噻唑修饰的柱芳烃的合成方法；

本发明的再一目的，就是提供氨基苯并噻唑修饰的柱芳烃在含水体系中连续检测Fe³⁺和F^-的应用。

一、2-氨基苯并噻唑修饰的柱芳烃

本发明2-氨基苯并噻唑修饰的柱芳烃，是在柱5芳烃一端的烷氧基结构引入2-氨基苯 并噻唑，使其产生强烈的蓝色荧光，标记为PF5，其结构式如下：

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二、2-氨基苯并噻唑修饰的柱芳烃的合成

（1）单边柱5芳烃的合成：以1,2-二氯乙烷为溶剂，三氟化硼乙醚为催化剂，多聚甲醛、 1-（4-溴代丁基氧）-4-甲氧基苯和对苯二甲醚为原料，于室温反应0.6～1h；反应结束后用 甲醇沉淀，氯仿溶解，蒸馏水萃取，干燥后有机相用柱色谱分离，得单边柱5芳烃；

多聚甲醛、1-(4-溴代丁基氧)-4-甲氧基苯、对苯二甲醚的摩尔比为5:1:5~5:5.1:5.2；

催化剂三氟化硼乙醚的用量为多聚甲醛摩尔量的0.1~0.5倍。

（2）对羟基苯甲醛修饰的柱芳烃的合成：以四氢呋喃为溶剂，KOH为催化剂，单边柱 5芳烃与对羟基苯甲醛以1:1~1:1.2的摩尔比，于室温搅拌反应65~70h；减压蒸馏除去溶剂， 用水析出白色固体，即为对羟基苯甲醛修饰的柱芳烃；催化剂KOH的用量为对羟基苯甲醛摩 尔量的1~1.2倍。

（3）2-氨基苯并噻唑修饰的柱芳烃的合成：以乙醇为溶剂，对羟基苯甲醛修饰的柱 芳烃与2-氨基苯并噻唑以1:1~1:1.2的摩尔比，于75~80℃搅拌反应36~48h；反应完成后冷 却至室温，抽滤，干燥，得到白色固体即为目标产物——2-氨基苯并噻唑修饰的柱芳烃，标 记为PF5。

2-氨基苯并噻唑修饰的柱芳烃的合成路线如下：

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三、氨基苯并噻唑修饰的柱芳烃荧光识别性能

1、对阳离子荧光识别性能的研究