[发明专利]一种检测二价铜离子的方法

说明书

本发明公开了一种检测二价铜离子的方法，该方法利用Suzuki偶联反应合成一种杯芳烃衍生物，通过该杯芳烃衍生物与二价铜离子的特定作用，引起荧光发射光谱强度不同，实现对二价铜离子的快速检测。该杯芳烃衍生物晶系为单斜，空间群为C2/c，a＝13.717,b＝18.358,c＝18.994,_α＝90,β＝95.660,γ＝90，分子式为C₆₀H₅₂F₄O₄，名称为5,11,17,23‑四(4‑氟苯基)‑25,26,27,28‑四乙氧基杯[4]芳烃，简称氟苯基杯[4]芳烃。本发明检测方法操作简单、成本低、灵敏度高，适用范围广。

技术领域

本发明涉及二价铜离子的检测技术，尤其涉及一种快速、简便地识别出成分复杂的水溶液中铜离子的检测方法。

背景技术

在人类生活中，重金属的影踪无处不在。尽管某些重金属元素如铜、锰、锌等是生命活动所必需的微量元素，但同其他大部分非生命活动所必须的重金属元素一样，当其在体内含量超过一定浓度时均会对身体造成巨大的危害。危害人类身体健康的重金属离子主要通过直接接触、口腔、呼吸道等渠道被人体吸收等引起中毒。就影响广泛之程度讲，由重金属引起的自然水体污染是重金属环境污染的重要途径之一。在环境污染中，重金属污染与有机物或生物污染不同，其污染很难消除且可通过自然界生物的富集作用在生物体内积累，因此对长期处于重金属污染环境中生物体的健康构成严重的危害。铜是人体生命活动所必需的微量元素之一。一般情况下人类通过食物及饮用水摄入铜(主要以Cu(II)形式存在)，但摄入量超出一定范围后依然会严重危害人体健康。铜中毒的临床表现为上腹痛、恶心、呕吐、腹泻及呕血等。人为活动引起的铜水体污染主要为冶炼、金属加工、机器制造、电镀厂等工业废水的任意排放。因此，实现对污染水体中Cu(II)的快速检测，对被污染水体的及时治理具有重要意义。

传统意义上对重金属Cu(II)离子的检测方式主要依赖于仪器，如原子光谱法，具体有原子吸收光谱法、原子发射光谱法及电感耦合等离子体质谱法等。虽然方法较多，但或多或少存在一些缺陷，如仪器造价昂贵、操作复杂、不能实时实地检测、抗干扰能力差等。另外研究较多的是电化学分析方法，具体如极谱法、伏安法和离子选择电极法等，然而电化学分析法存在的一个最大缺点是可重复利用率低。此外其他方法有中子活化分析和紫外-可见分光光度法等。近年来，纳米技术突飞猛进的发展，使其在重金属离子检测方面已有系统而深入的研究，并取得一定成果。本发明通过合成的杯芳烃衍生物与铜离子的特定作用，利用荧光发射光谱能够实现对铜离子的快速检测。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术，提供一种反应条件温、操作步骤简单、快速、准确检测出水溶液中二价铜离子的方法。

本发明为解决上述技术问题而采取的技术方案为：一种检测二价铜离子的方法，通过杯芳烃衍生物与二价铜离子的特定作用，引起荧光发射光谱强度不同，实现对二价铜离子的快速检测，所述杯芳烃衍生物为5,11,17,23-四(4-氟苯基)-25,26,27,28-四乙氧基杯[4]芳烃，结构如图1所示，该杯芳烃衍生物晶系为单斜，空间群为C2/c，a＝13.717,b＝18.358,c＝18.994,_α＝90,β＝95.660,γ＝90，分子式为C₆₀H₅₂F₄O₄，名称为5,11,17,23-四(4-氟苯基)-25,26,27,28-四乙氧基杯[4]芳烃，简称氟苯基杯[4]芳烃。

在本发明的实施例中，利用Suzuki偶联反应合成杯芳烃衍生物，具体为：将5,11,17,23-四溴-25,26,27,28-四乙氧基杯[4]芳烃和4-氟苯硼酸通过Suzuki偶联反应合成5,11,17,23-四(4-氟苯基)-25,26,27,28-四乙氧基杯[4]芳烃。

在本发明的一些实施例中，检测二价铜离子的方法包括以下步骤：