一种检测氰根离子的分子探针及其合成和应用方法
【专利摘要】本发明公开了一种检测氰根离子的分子探针及其合成和应用方法。本发明的探针由4-氨基-1,8-萘酰亚胺骨架经过重氮化后与水杨醛或其衍生物缩合得到。此探针的生色团为萘酰亚胺偶氮苯的结构，对氰根离子的响应基团为水杨醛单元。单独的探针在溶液中的吸收峰位置在407nm，呈现黄色。随氰根离子的加入，波长在407nm处的吸光度不断减小，同时波长在497nm处的吸光度不断增大，溶液颜色由黄色变为红色。该探针分子对氰根离子的选择性和灵敏度高，响应速度快，响应范围为2–45μmol·L-1，检测限为0.4μmol·L-1。该探针可用于水体、土壤以及生物体内氰根离子的检测。
【专利说明】一种检测氰根离子的分子探针及其合成和应用方法
【技术领域】
[0001]本发明属于化学分析检测【技术领域】，具体涉及一种裸眼及比色法检测氰根离子的分子探针及其制备和在检测氰根离子方面的应用。
【背景技术】
[0002]氰化物是一种剧毒物质，受到人类的关注已有一百多年的历史，至今仍然受到高度重视。氰化物对人的饮入半数致死量(LD50)为1.0mg/kg，世界卫生组织规定的饮用水中氰化物的最高含量为1.9μπι01.L'氰化物能严重影响人体的许多生理器官与功能，如血管，视觉，中枢神经，心脏，内分泌，代谢系统等。最熟知的是氰根离子能与血红素蛋白中的铁离子结合，从而导致其能抑制动物体的呼吸作用。但尽管氰化物有剧毒，但另一方面它在广泛应用于石化、冶金、电镀工业及钢铁炼造等领域。氰化物的广泛应用也就导致了其不可避免地在环境中排放物和污染。所以开发高灵敏、高选择检测氰化物的方法对环境保护是非常必要的。
[0003]目前传统的检测氰根离子的方法有滴定法(Suzuki T.，Hiolki A.，KurahashiM.Anal.Chim.Acta2003, 476, 159.)> 伏安法(Safavi A., Maleki N., Shahbaazi
H.R.Anal.Chim.Acta2004, 503, 213.)> 电位分析法(Shan D., Mousty C., CosnierS.Anal.Chem.2004, 76, 178.)以及离子色谱法(Christison T.Τ., Rohrer, J.S.J.Chromatogr.，Α2007, 1155，31.)等。但是这些方法都需要复杂的耗时处理，并设计到复杂仪器的使用。光学分子探针在检测氰根离子时具有样品处理简洁、成本低廉及操作简便快速等优点，近年来得到了发展与利用(郭媛.香豆素类衍生物及其制备方法和在检测氰根离子中的应用:中国，CN201210510755.7[Ρ].2013-04-17.)。
[0004]氰根离子的具有较强的亲核反应特性，而水杨醛由于分子内氢键的存在，其醛基中碳原子被激活并能选择性地与氰根离子亲核加成。另一方面萘酰亚胺偶氮苯染料具有较高的吸光系数，呈现出较深色泽，且具有很好的热稳定性和色牢度。因此，我们设计了一种以选用水杨醛作为氰根离子的识别基团，萘酰亚胺偶氮苯作为发光基团的比色法分子探针。
【发明内容】
[0005]对于上述情况，本发明的目的是提供一种新的易于制备、性能稳定的比色法分子探针，并提供该探针的合成方法，还在此基础开发出对氰根离子进行高选择性和高灵敏度的检测方法。
[0006]一种检测氰根离子的 分子探针，结构通式如下:
[0007]
【权利要求】
1.一种检测氰根离子的分子探针，其特征在于，结构通式如下:
2.一种检测氰根离子的分子探针的合成方法，其特征在于，具体如下: 将4-氨基-1，8-萘酰亚胺骨架与亚硝酸盐和无机强酸在有机酸溶剂中冰浴反应，生成中间产物萘酰亚胺偶氮盐，然后加入水杨醛或其衍生物的溶液，用有机弱碱调节溶液PH，反应后将得到的沉淀洗涤后分离纯化得到探针分子化合物。
3.根据权利要求2所述的检测氰根离子的分子探针的合成方法，其特征在于，具体如下: 4-氨基-1，8-萘酰亚胺骨架中的酰亚胺N取代基选自I至18个碳原子的烷基链中的任一种；水杨醛的衍生物为:
4.根据权利要求3所述的检测氰根离子的分子探针的合成方法，其特征在于，反应流程如下:
5.根据权利要求4所述的检测氰根离子的分子探针的合成方法，其特征在于， 将N- 丁基-4-氨基-1，8-萘酰亚胺与亚硝酸钠和浓硫酸在乙酸中冰浴反应，生成中间产物萘酰亚胺偶氮盐，然后加入水杨醛的甲醇溶液，用饱和醋酸钠调节溶液PH，反应后将得到的沉淀洗涤后分离纯化得到探针分子化合物。
6.一种检测氰根离子的分子探针的应用方法，其特征在于，利用该分子探针对氰根离子进行定性和定量测定，所述的分子探针由权利要求2-5任一项所述的方法合成。
7.根据权利要求6所述的检测氰根离子的分子探针的应用方法，其特征在于，所述的探针分子用于水体、土壤或生物体系中氰根离子的检测。
8.根据权利要求6所述的检测氰根离子的分子探针的应用方法，其特征在于，采用比色法检测时，分子探针溶解于水与二甲基亚砜的混合溶液中，对氰根离子进行测试。
9.根据权利要求6所述的检测氰根离子的分子探针的应用方法，其特征在于，采用比色法检测时，所述比色法分子探针的检测使用浓度为2-45 μ mol.Ι^，检测限为0.4 μ mo I.L10
10.根据权利要求6所述的检测氰根离子的分子探针的应用方法，其特征在于，通过将滤纸在含分子探针的二氯甲`烷溶液中浸泡后干燥，制备得到CN-监测试纸。
【文档编号】C07D221/14GK103772280SQ201410032259
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年1月24日 优先权日:2014年1月24日
【发明者】刘又年, 李娟 , 郝远强, 陈万松, 王立强, 臧启光 申请人:中南大学