[发明专利]一种巴比妥酸衍生物及其制备和在荧光识别铁离子和汞离子中的应用

说明书

本发明公开了一种基于5‑(3‑硝基苯基)呋喃‑2‑甲醛的巴比妥酸衍生物的合成方法，是在溶剂乙醇中，5‑(3‑硝基苯基)呋喃‑2‑甲醛和巴比妥酸制得。该巴比妥酸衍生物在DMSO中呈浅绿色荧光。在巴比妥酸衍生物的DMSO溶液中分别入Mg²⁺，Ca²⁺，Cr³⁺，Fe³⁺，Co²⁺，Ni²⁺，Cu²⁺，Zn²⁺，Ag⁺，Cd²⁺，Hg²⁺，Pb²⁺，Ba²⁺，Al³⁺的水溶液，只有Fe³⁺加入能使巴比妥酸衍生物溶液的荧光猝灭；只有Hg²⁺的加入能使巴比妥酸衍生物溶液的荧光增强并由绿色变为橙黄色，因此其可用于Fe³⁺、Hg²⁺的单一选择性荧光识别，这种识别性能在离子识别领域具有重要的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种巴比妥酸衍生物，尤其涉及一种基于5-(3-硝基苯基)呋喃-2-甲醛的巴比妥酸衍生物其及制备方法，主要用于单一选择性识别Fe³⁺和Hg²⁺，属于化学合成领域及阳离子检测领域。

背景技术

在化学、生物、环境等领域中，离子和分子扮演者重要的角色，对于环境中某些特殊离子或分子的检测与分离至关重要，例如：

铁（Fe），是人体不可缺少的微量元素，它是构成血红蛋白、肌红蛋白及多种酶的重要成分，如果体内缺少铁，可影响血红蛋白、肌红白蛋的合成，可使某些酶，如细胞色素C、核糖核苷酸还原酶、琥珀酸脱氢酶等的活性降低。这些酶与生物氧化、组织呼吸、神经递质的分解与合成有着密切关系。因此，铁的缺乏可引起很多生理上的变化，从而导致免疫力低下，智力降低和机体抗感染能力降低，影响机体体温调节能力，神经机能紊乱，工作效率降低等各种疾病，最常见的是缺铁性贫血。我国7岁以下儿童贫血平均患病率达51.6％，孕妇贫血率平均30％左右。主要因机体铁需要量增加、膳食摄入不足及吸收障碍引起。另外，消化道溃疡、肠道寄生虫等疾病的出血，也是引起铁缺乏的重要原因。因此，检测生命体中的铁含量具有重要的意义。

汞（Hg）及其化合物对人体健康存在多种危害，若存在于天然水体中，则会对大范围的人群以及动物造成威胁。它能够在生物体内累积，通过食物链转移到人体内。人体内累积的微量汞无法通过自身代谢进行排泄，便会直接导致心脏、肝、甲状腺疾病，引起神经系统紊乱，慢性汞中毒，甚至引发恶性肿瘤的形成。所以对它们的检测与分离也是至关重要的。

目前，人们已经研发出多种离子/分子检测的方法，并且由于荧光法具有操作简便、快捷、灵敏度高等优点，已经发展为离子/分子识别的主要检测手段。然而，在现实生活中，各种对人体有益或有害的离子/分子大都存在于水相中，而所报道的可以对离子进行检测的方法大多是在溶液中进行，对离子/分子的检测也比较局限。

巴比妥酸（Barbituric acid），又称丙二酰脲，化学名：2,4,6-嘧啶三酮。用途：可用作分析试剂、有机合成原料、塑料和染料的中间体、聚合反应的催化剂。丙二酰脲亚甲基上两个氢原子被烃基取代后的若干衍生物，称为巴比妥类药物，是一类重要的镇静催眠药物。然而，对于巴比妥酸衍生物在荧光识别阳离子的研究，目前尚未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于5-(3-硝基苯基)呋喃-2-甲醛的巴比妥酸衍生物及其制备方法；

本发明的另一目的是提供一种该巴比妥酸衍生物作为传感器在单一选择性荧光识别Fe³⁺和Hg²⁺中的应用。

一、巴比妥酸衍生物

本发明巴比妥酸衍生物，是基于5-(3-硝基苯基)呋喃-2-甲醛的巴比妥酸衍生物，标记为SN，其结构式如下：