[发明专利]香豆素功能化的柱[5]芳烃及其合成和应用

说明书

本发明设计合成了一种能够荧光连续性识别铁离子和磷酸二氢根离子的超分子传感器PX，该超分子传感器能与Fe³⁺配位形成超分子传感器配合物PX‑Fe³⁺，并伴随着荧光猝灭，因此可用于荧光选择性识别Fe³⁺，最低检测线为1.67×10^‑7M。此外，向识别Fe³⁺后的传感器分子中加入H₂PO₄^‑的水溶液时，H₂PO₄^‑与Fe³⁺发生竞争配位，传感器分子的荧光重新打开，最低检测线为1.5×10^‑7M。因此，该超分子可以作为一种新的可以连续性检测Fe³⁺和H₂PO₄^‑的该传感器，这种单一的连续性识别性能在离子检测领域具有重要的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种香豆素功能化的柱[5]芳烃及其合成；本发明同时还涉及香豆素功能化的柱[5]芳烃作为超分子传感器在单一选择性连续识别铁离子和磷酸二氢根离子的应用，属于化学合成领域、阳离子检测及阴离子检测领域。

背景技术

铁离子是一种危害极大的环境污染物，含铁废水排入天然水体，往往由于酸性降低，产生三价的氢氧化铁沉淀。新生成的胶体氢氧化铁有很强的吸附能力，在河流中能吸附多种其他污染物，而被水流带到流速减慢的地方，如湖泊、河口等处，逐渐沉降到水体底部。在水体底部的缺氧条件下，由于生物作用，三价铁又被还原为易溶的二价铁，其他污染物随铁的溶解而重新进入水中，影响水的色、嗅、味等。因此，铁离子的识别和检测有着重要的应用。常用的对铁离子检测的方法有（1）加苯酚显紫红色；（2）加SCN-(离子) 显血红色（络合物）；（3）加氢氧化钠有红褐色沉淀等。这些方法虽各具优点，但在实际应用中仍存在很大的弊端，如灵敏度低，造成二次污染并伴有对测试条件的要求等。近年来荧光分子探针技术由于具有灵敏度高，操作简单，成本低等特点已经成为目前检测铁离子污染的重要手段。

磷酸盐类用于制药、食品、肥料等工业，包括作为防锈剂，食品添加剂，牙科和矫形外科，EDIC腐蚀剂，电解质，助焊剂，分散剂，工业腐蚀剂，肥料的原料和组件家居清洁产品。也可用作化学试剂，磷酸盐是所有生命形式的营养。尽管其有很好的价值特性；但H₂PO₄^-也会对环境以及人体发射性造成危害，形成赤潮、藻华，以及磷肥工业副产品和废物再利用时，由于其中富集了较多的放射性成分，若使用不当，易给公众健康留下隐患。因此，设计灵敏度高、检测限高的传感器对于检测H₂PO₄^-具有重要的现实意义。

柱芳烃作为一种新型的大环主体化合物分子，具有多种超分子自主装驱动力。虽然基于柱[5]芳烃的超分子传感器已经被报道过，但是基于7-羟基香豆素修饰的超分子传感器，以及它具有的阴阳离子识别还没有被研究和报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种香豆素功能化的柱[5]芳烃及其合成方法；

本发明的另一目的是提供上述香豆素功能化的柱[5]芳烃作为超分子传感器在荧光连续识别Fe³⁺和H₂PO₄^-的具体应用。

一、香豆素功能化的柱[5]芳烃

香豆素功能化的柱[5]芳烃的分子式为：C₅₉H₆₄O₁₃，标记为：PX，其结构式为：