一种检测汞离子用香豆素基比率型荧光探针及其制备方法与应用

本发明属于荧光检测，具体涉及一种检测汞离子用香豆素基比率型荧光探针及其制备方法与应用。

背景技术：

1、香豆素是一种天然产物，属于类黄酮类植物次生代谢产物，毒性低，生物活性丰富。此外，香豆素还具有良好的水溶性以及一系列优异的光学性质，包括光稳定性好、荧光强度和荧光量子产率高，斯托克斯位移大等。因此，设计合成新型香豆素类荧光化合物具有重要意义。

2、汞是人类生产活动中的一种重要金属，在电镀、冶金、温度计、催化、农业等领域有着广泛的应用。但是汞离子(hg2+)是一种剧毒的重金属，与无机物或者有机配体结合容易穿透生物膜，随着皮肤、食物链和呼吸道等在人体内积累，积累到一定浓度后，对人体造成不可逆的神经损伤，并引发各种疾病(脑损伤、中枢神经系统缺陷、肾脏损害、心律失常等)。并且垃圾焚烧、燃煤发电厂等排放的hg2+会造成环境污染。因此，设计研发一种灵敏的可在生物环境中检测hg2+的方法是非常必要的。荧光探针法操作简单、灵敏度高、检测限低，因此，设计开发一种用于检测hg2+的新型荧光探针具有十分重要的意义。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的不足，本发明所要解决的技术问题在于提供一种检测汞离子用香豆素基比率型荧光探针，可满足检测hg2+的使用需求。本发明所要解决的另一技术问题是提供一种上述检测汞离子用香豆素基比率型荧光探针的制备方法。本发明还要解决一个技术问题是提供上述检测汞离子用香豆素基比率型荧光探针在检测hg2+中的应用。

2、为实现解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

3、一种检测汞离子用香豆素基比率型荧光探针，为5-(4-(二苯基氨基)苯基)-1-(7-羟基-香豆素-3-基)-4-戊烯-1,3-二酮，其结构式为：

4、

5、所述的检测汞离子用香豆素基比率型荧光探针的制备方法，包括如下步骤：

6、1)以2,4-二羟基苯甲醛为原料，与4-羟基-6-甲基-2-吡喃酮进行反应，得到1-(7-羟基-香豆素-3-基)-1,3-丁二酮；

7、2)1-(7-羟基-香豆素-3-基)-1,3-丁二酮与4-二苯胺基苯甲醛发生羟醛缩合反应，得到5-(4-(二苯基氨基)苯基)-1-(7-羟基-香豆素-3-基)-4-戊烯-1,3-二酮。

8、步骤1)中，2,4-二羟基苯甲醛与4-羟基-6-甲基-2-吡喃酮反应，得到1-(7-羟基-香豆素-3-基)-1,3-丁二酮，具体的制备方法包括：

9、(1)向配有搅拌器、温度计和回流冷凝器的50ml单口烧瓶中，将0.5～1g2,4-二羟基苯甲醛，0.5～1g 4-羟基-6-甲基-2-吡喃酮和15～30ml乙醇中，再加入0.1～0.5g苄基三乙基氯化铵，回流反应6～10h。

10、(2)反应结束后，将反应液经砂芯漏斗抽滤，滤饼经蒸馏水，乙醇洗涤后，得到1-(7-羟基-香豆素-3-基)-1,3-丁二酮。

11、步骤2)中，1-(7-羟基-香豆素-3-基)-1,3-丁二酮与4-二苯胺基苯甲醛发生羟醛缩合反应，得到5-(4-(二苯基氨基)苯基)-1-(7-羟基-香豆素-3-基)-4-戊烯-1,3-二酮，具体的制备方法包括：

12、(1)向配有搅拌器、温度计和回流冷凝器的50ml单口烧瓶中，加入1～1.5g1-(7-羟基-香豆素-3-基)-1,3-丁二酮，10～20ml乙酸乙酯以及0.1～0.5gb2o3，在50～60℃下搅拌30～40min。再将1～1.5g 4-二苯胺基苯甲醛溶于10～20ml乙酸乙酯后，加入到反应中，随后加入1～2ml硼酸三丁酯，继续搅拌30～40min。最后向反应液中滴加3-4滴正丁胺，升温至70～80℃，搅拌12～15h后降温至50～60℃，加入5～7ml盐酸溶液(2mol/l),最后反应30～40min。

13、(2)反应液冷却至室温后，用去离子水洗涤三次，有机相用无水硫酸钠干燥、过滤，浓缩后得到5-(4-(二苯基氨基)苯基)-1-(7-羟基-香豆素-3-基)-4-戊烯-1,3-二酮。

14、所制备的5-(4-(二苯基氨基)苯基)-1-(7-羟基-香豆素-3-基)-4-戊烯-1,3-二酮溶液(去离子水/thf＝8/2，v/v)在365nm紫外光照射下发出橙色荧光，加入hg2+后，溶液的荧光颜色由橙色变为蓝色。因此，5-(4-(二苯基氨基)苯基)-1-(7-羟基-香豆素-3-基)-4-戊烯-1,3-二酮可作为检测hg2+的荧光探针。

15、本发明利用2,4-二羟基苯甲醛为原料，与4-羟基-6-甲基-2-吡喃酮进行反应，得到1-(7-羟基-香豆素-3-基)-1,3-丁二酮；1-(7-羟基-香豆素-3-基)-1,3-丁二酮与4-二苯胺基苯甲醛发生羟醛缩合反应，得到5-(4-(二苯基氨基)苯基)-1-(7-羟基-香豆素-3-基)-4-戊烯-1,3-二酮荧光探针。实验证实所制得的5-(4-(二苯基氨基)苯基)-1-(7-羟基-香豆素-3-基)-4-戊烯-1,3-二酮荧光探针的溶液(去离子水/thf＝8/2，v/v)在365nm紫外光照射下发出橙色荧光，滴加hg2+后，溶液的荧光颜色由橙色变为蓝色。因此，5-(4-(二苯基氨基)苯基)-1-(7-羟基-香豆素-3-基)-4-戊烯-1,3-二酮可作为检测hg2+用荧光探针。

16、有益效果：与现有技术相比，本发明的优点如下：

17、香豆素是一种天然产物，毒性低，有较好的生物相容性，广泛应用于电镀、冶金、温度计、催化、农业等领域。本发明以香豆素为原料制得的5-(4-(二苯基氨基)苯基)-1-(7-羟基-香豆素-3-基)-4-戊烯-1,3-二酮荧光探针，可作为用于检测hg2+的荧光探针，具有很好的实用价值。

技术特征：

1.一种检测汞离子用香豆素基比率型荧光探针，其特征在于，结构式为：

2.权利要求1所述的检测汞离子用香豆素基比率型荧光探针的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的检测汞离子用香豆素基比率型荧光探针的制备方法，其特征在于，步骤1)的制备过程为：

4.根据权利要求2所述的检测汞离子用香豆素基比率型荧光探针的制备方法，其特征在于，步骤2)的制备过程为：

5.权利要求1所述的检测汞离子用香豆素基比率型荧光探针的制备方法在检测hg2+中的应用。

6.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，在365nm紫外光照射下，检测汞离子用香豆素基比率型荧光探针溶液发出橙色荧光，向其加入hg2+后，溶液的荧光颜色由橙色变为蓝色。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，检测汞离子用香豆素基比率型荧光探针溶液的溶剂是体积比为8/2的去离子水/thf。

技术总结
本发明公开了一种检测汞离子用香豆素基比率型荧光探针及其制备方法与应用，属于汞离子检测技术领域。本发明以2,4‑二羟基苯甲醛为原料，与4‑羟基‑6‑甲基吡喃‑2‑酮进行缩合环化反应，制得1‑(7‑羟基‑香豆素‑3‑基)‑1,3‑丁二酮；1‑(7‑羟基‑香豆素‑3‑基)‑1,3‑丁二酮再与4‑二苯胺基苯甲醛发生羟醛缩合反应，得到香豆素基比率型荧光探针。在365nm紫外灯的照射下，香豆素基比率型荧光探针溶液发出橙色荧光，向其加入Hg<supgt;2+</supgt;后，溶液的荧光颜色由橙色变为蓝色，对Hg<supgt;2+</supgt;的检测极限达到2.24×10<supgt;‑7</supgt;mol/L，作为检测Hg<supgt;2+</supgt;离子用荧光探针具有良好的应用前景。

技术研发人员：王石发,李新艳,田雪纯,孟志远,王忠龙,田吉祥,梁越寅
受保护的技术使用者：南京林业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15