CN103308672A

CN103308672A - 3-羟基-4-氨基-1-萘磺酸作为氰根离子的受体化合物在检测cn-中的应用

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Publication number: CN103308672A
Application number: CN2013101710978A
Authority: CN
Inventors: 张有明; 史兵兵; 张鹏; 魏太保
Original assignee: Northwest Normal University
Current assignee: Northwest Normal University
Priority date: 2013-05-10
Filing date: 2013-05-10
Publication date: 2013-09-18
Anticipated expiration: 2033-05-10
Also published as: CN103308672B

Abstract

本发明提供了一种化合物3-羟基-4-氨基-1-萘磺酸的新用途——作为氰根离子的受体在检测CN^-中的应用。由于该化合物含有-NH₂和-OH，在纯水中能够通过质子转移以及分子间的超分子作用形成二聚体，在CN^-存在下，可与受体的-NH₂以及-OH官能团发生脱质子作用，导致受体分子之间的超分子作用被破坏，致使分子间的二聚间断，从而使受体溶液的荧光猝灭，从而达到荧光检测CN^-的目的。通过比色法、荧光光谱法研究了其对F^-、Cl^-、Br^-、I^-、Ac^-、H₂PO₄ ^-、HSO₄ ^-、ClO₄ ^-、CN^-九种阴离子的识别效果，表明该化合物在纯水体系中能够单一选择性识别氰根离子，而且对CN^-的检测具有很高的灵敏度。

Description

3-羟基-4-氨基-1-萘磺酸作为氰根离子的受体化合物在检测CN-中的应用

技术领域

本发明属于阴离子检测技术领域，涉及一种检测氰根离子的受体化合物，尤其涉及一种3-羟基-4-氨基-1-萘磺酸作为氰根离子的受体化合物在检测CN^-中的应用。

技术领域

氰化物是人们所知的最强烈、作用最快的有毒药物之一。氰化物主要分为氢氰酸、氰化钾等无机氰化物和乙腈、丙烯腈等有机氰化物。氰化物非常容易被人体吸收，可经口、呼吸道或皮肤进入人体。氰化物进入胃内，在胃酸的解离下，能立即水解为氰氢酸而被吸收。此种物质进入血液循环后，血液中的细胞色素氧化酶的Fe³⁺与氰根结合，生成氰化高铁细胞色素氧化酶，丧失传递电子的能力，使呼吸链中断，细胞窒息死亡。由于氰化物在类脂中的溶解度比较大，所以中枢神经系统首先受到危害，尤其呼吸中枢更为敏感。呼吸衰竭乃是氰化物急性中毒致死的主要原因。因此，氰化物已经成为目前全球最引人关注的环境污染物之一。因此，CN^-的检测具有十分重大的意义。

在离子检测领域，比色法或荧光法由于操作简单、仪器易得等原因而倍受关注。目前，文献已公开了多种比色或荧光检测氰根离子的受体，但是，这些受体往往结构复杂，难以合成，另一方面，以往的受体化合物绝大多数不溶于水，因此，制约了此类方法在检测识别氰根离子中的应用。

化合物3-羟基-4-氨基-1-萘磺酸，熔点：290℃（分解）；利用该化合物中磺酸基的亲水性，使其具有很高的水溶性。在空气中变为粉红色，潮湿时更甚。碱溶液在空气中很快地氧化成棕色，中性溶液略显蓝色荧光。3-羟基-4-氨基-1-萘磺酸结构如下：

目前，化合物3-羟基-4-氨基-1-萘磺酸的主要用途如下：1、分光光度测定硅的试剂。测定磷酸盐和硅酸盐（作杂多酸还原剂）；间接测定钙。2、用于比色法测定磷酸盐及钙盐。3、用作分析试剂，如作光度法测定磷、硅的还原剂。4、有机合成中间体。制造偶氮染料；也是酸性媒介染料及酸性络合染料中间体，用于制造酸性络合桃红B；酸性媒介黑R和酸性络合盐GGN；酸性媒介枣BN等。但是，关于3-羟基-4-氨基-1-萘磺酸作为氰根受体化合物在检测CN^-中的应用目前尚未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供化合物3-羟基-4-氨基-1-萘磺酸的新用途——即作为氰根离子的受体化合物在检测CN^-中的应用。

由于化合物3-羟基-4-氨基-1-萘磺酸含有-NH₂和-OH，其在纯水相中能够通过质子转移以及分子间的超分子作用形成二聚体，在氰根存在下，氰根离子可与受体的-NH₂以及-OH官能团发生脱质子作用，导致受体分子之间的超分子作用被破坏，致使分子间的二聚间断，从而使化合物溶液的荧光猝灭，从而达到荧光检测CN^-的目的。化合物3-羟基-4-氨基-1-萘磺酸检测氰根离子的机理如下：

下面通过具体实验来说明化合物3-羟基-4-氨基-1-萘磺酸作为氰根离子的受体对氰根离子的识别性能进行分析说明。

1、受体的阴离子识别性能研究

分别移取0.5 mL受体的H₂O溶液（4×10^-5 mol·L^-1）于一系列10 mL 比色管中，再分别加入F^-，Cl^-，Br^-，I^-，Ac^-，H₂PO₄ ^-，HSO₄ ^-，ClO₄ ^-，CN^-的水溶液（0.001 mol·L^-1）0.5 mL。最后向每支比色管加入4mL H₂O，此时受体浓度为4×10^-6mol·L^-1，阴离子浓度为受体浓度的25倍，混合均匀后，观察各受体对阴离子的响应。

观察结果发现，当在受体化合物的纯H₂O体系中分别加入上述阴离子的水溶液时，只有CN^-的加入使受体的纯水体系亮蓝色荧光猝灭。在其相应的荧光光谱中，CN^-的加入使受体的纯水体系在453nm处的荧光发射峰消失（见图1）。而其它阴离子的加入对受体的纯水体系荧光颜色和荧光光谱无明显影响（见图2）。因此，该受体能单一选择性荧光识别CN^-。

2、受体对CN^-最低检测限的测定

在25℃时，利用荧光光谱，根据CN^-对受体溶液的滴定实验，得到该受体对CN^-离子的最低检测限达3×10^-8 mol·L^-1。这远低于WTO规定的饮用水中CN^-的最高含量（1.9×10^-6 mol·L^-1）。由此说明，化合物3-羟基-4-氨基-1-萘磺酸在纯水体系中能单一选择性荧光识别氰根离子，而且对CN^-的检测灵敏度很高，因此，在氰根检测方面有潜在的应用价值。

（三）CN^-离子检测试纸的制备

为了方便快捷的检测CN^-，本发明制备了基于该化合物3-羟基-4-氨基-1-萘磺酸的氰根检测试纸。具体制备方法如下：

先将滤纸用0.1~0.5 mol·L^-1的稀盐酸浸泡0.5~1小时，用蒸馏水洗涤，直至滤出液为中性为止；吸滤除去水，将滤纸置于真空干燥箱中干燥；将化合物3-羟基-4-氨基-1-萘磺酸溶解在水中，配制成浓度为1.0 ~ 2.0 ×10^-3 mol·L^-1的溶液，然后滴加到经处理的滤纸上，使3-羟基-4-氨基-1-萘磺酸溶液均匀吸附于滤纸上；最后将滤纸置于真空干燥箱中干燥，剪成1 cm ×4cm 的试纸片，即得CN^-离子检测试纸。

氰根检测试纸检测CN^-的方法如下：

在氰根检测试纸上滴加阴离子的水溶液时，在紫外灯下试纸从亮蓝色荧光变为无荧光，则说明滴加的阴离子为CN^-离子；若在紫外灯下试纸片的颜色无明显变化，则说明滴加的阴离子不是CN^-离子。

附图说明

图1 为化合物3-羟基-4-氨基-1-萘磺酸的水溶液（4×10^-6 mol·L^-1）与CN^-离子（25equiv.）相互作用时的荧光光谱图；

图2 化合物3-羟基-4-氨基-1-萘磺酸的水溶液（4×10^-6 mol·L^-1）与各种阴离子（25equiv.）相互作用时的荧光光谱图。

具体实施方式

1、CN^-检测试纸的制备

（1）将滤纸剪成8 cm × 8 cm的正方形，用0.5 mol·L^-1的稀盐酸浸泡1小时。用蒸馏水洗涤多次后，在布氏漏斗上边吸滤边用蒸馏水洗涤，直至滤出液为中性为止。吸滤除去水，将洗好的滤纸置于真空干燥箱中干燥。

（2）将化合物3-羟基-4-氨基-1-萘磺酸溶解在水中，配制成浓度为2.0 × 10^-3 mol·L^-1的溶液。

（3）将处理好的滤纸平放于10cm平皿中，用滴管在滤纸的中心位置滴加配好的3-羟基-4-氨基-1-萘磺酸水溶液，控制好滴加速度，第一滴在滤纸上扩散完后再加第二滴，直至滤纸均匀的吸附好溶液；将吸附好溶液的试纸置于真空干燥箱中干燥。最后将吸附了3-羟基-4-氨基-1-萘磺酸溶液的滤纸剪成1 cm × 4 cm 的试纸条，置于干净、干燥的容器中备用。

2、用试纸检测CN^-

在上述制备的试纸条上滴加阴离子的水溶液（0.001 mol·L^-1），在紫外灯下（365nm），试纸从亮蓝色荧光变为无荧光，则说明滴加的阴离子为CN^-离子；若试纸条的荧光颜色无明显变化，则说明滴加的阴离子不是CN^-离子。

Claims

1.化合物3-羟基-4-氨基-1-萘磺酸作为氰根离子的受体化合物在检测CN^-中的应用。

2.如权利要求1所述3-羟基-4-氨基-1-萘磺酸作为氰根离子的受体化合物在检测CN^-中的应用在，其特征在于：在受体化合物水溶液中，加入阴离子的水溶液，若受体化合物水溶液的亮蓝色荧光猝灭，则加入的是CN^-阴离子；若受体化合物水溶液的荧光颜色无明显变化，则加入的不是CN^-。

3.如权利要求1所述3-羟基-4-氨基-1-萘磺酸作为氰根离子的受体化合物在检测CN^-中的应用在，其特征在于：所述受体化合物水溶液的最低浓度为3×10^-8 mol·L^-1。

4.如权利要求1所述3-羟基-4-氨基-1-萘磺酸作为氰根离子的受体化合物在检测CN^-中的应用在，其特征在于：按以下方法制得CN^-离子检测试纸：将滤纸用0.1～0.5 mol·L^-1的稀盐酸浸泡0.5～1小时，用蒸馏水洗涤直至滤出液为中性为止；吸滤除去水，将滤纸置于真空干燥箱中干燥；将化合物3-羟基-4-氨基-1-萘磺酸溶解在水中，配制成浓度为1.0 ～ 2.0 ×10^-3 mol·L^-1的溶液，然后滴加到经处理的滤纸上，使3-羟基-4-氨基-1-萘磺酸溶液均匀吸附于滤纸上；最后将滤纸置于真空干燥箱中干燥，剪成1 cm ??4cm 的试纸片，即得CN^-离子检测试纸。

5.如权利要求4所述3-羟基-4-氨基-1-萘磺酸作为氰根离子的受体化合物在检测CN^-中的应用在，其特征在于：在CN^-离子检测试纸上滴加阴离子的水溶液时，在紫外灯下检测试纸从亮蓝色荧光变为无荧光，则说明滴加的阴离子为CN^-离子；若在紫外灯下检测试纸的颜色无明显变化，则说明滴加的阴离子不是CN^-离子。