CN103952146B - 一种1-(7-香豆素乙氧基)-4-(2-甲基-8-喹啉氧甲基)-1,2,3-三唑比率荧光或比率紫外吸收探针试剂及制备和应用 - Google Patents

Abstract

本发明1-(7-香豆素乙氧基)-4-(2-甲基-8-喹啉氧甲基)-1,2,3-三唑比率荧光或比率紫外吸收探针试剂及制备和应用属有机合成和分析化学技术领域。制备方法是以中间体2-甲基-8-（丙-2-炔基氧基）喹啉与7-(2-叠氮基乙氧基)-香豆素反应，得到由三唑基连接香豆素和喹啉两个荧光基团的化合物<b>a</b>：1-(7-香豆素乙氧基)-4-(2-甲基-8-喹啉氧甲基)-1,2,3-三唑。反应原料易得，合成方法简单，三步反应即可制得。乙醇/水溶液中，化合物<b>a</b>在480nm和390nm处形成比率荧光，测定微量Al³⁺；在253nm和243nm处形成比率紫外吸收，测定微量Al³⁺。为一种应用于比率荧光或比率紫外吸收检测Al³⁺离子的高灵敏、高准确、高选择性的探针试剂。化合物<b>a</b>的结构式如下。

Description

一种1-(7-香豆素乙氧基)-4-(2-甲基-8-喹啉氧甲基)-1,2,3-三唑比率荧光或比率紫外吸收探针试剂及制备和应用

技术领域

本发明属有机合成和分析化学领域，具体地说是1-(7-香豆素乙氧基)-4-(2-甲基-8-喹啉氧甲基)-1,2,3-三唑比率荧光或比率紫外吸收探针试剂及制备和应用。

背景技术

随着人们对生活环境要求的不断提高和生命科学认识的不断深入，高灵敏度地检测有害或与生命活动相关的离子是重要的课题。荧光探针作为高选择性、高灵敏度的分析检测技术，在金属离子、酸根离子的检测应用及某些中性分子(如糖类和氨基酸)的识别方面得到迅速发展。荧光探针是一类能将离子、分子识别通过光信号有效表达被测离子或分子的有机分子。通过对有机分子有目的的设计可以获得识别检测特定离子/分子的荧光试剂。在各种分析方法中，荧光探针具有选择性好、灵敏度高、易于合成且作用迅速等优点，是一种理想廉价的传感器，在微量检测中发挥着重要作用。

荧光探针从检测的目标信号变化不同大致可分为单波长和双波长荧光探针，后者也称比率荧光探针。传统的单波长荧光探针由荧光强度增强或减弱而实现测定。探针的荧光信号受所处的温度、黏度、样品浓度、仪器设备的光散射、光漂白、背景光等诸多因素的影响，需要严格控制实验条件才能得到较准确的结果。因此，单波长荧光探针虽然操作简单，但其结果的精确度却不易控制。荧光比率测量技术通过单一波长激发同时产生两个信号，根据两个信号的比率来探测待分析物。与在单一波长范围产生荧光强度变化的探针相比，比率荧光探针具有更高的灵敏度和准确度。比率荧光探针通过两个不同波长下荧光的比值变化，把一些影响测定准确性的因素消除掉，提高了选择性、灵敏度、动态响应范围等，扩大了这类探针的应用范围。这种内在校准特点使得荧光比率测量技术的实际应用更稳定、更方便。在一定程度上解决了传统探针所存在的一些问题。彭洪尚等报道了比率荧光纳米水凝胶的制备以及在pH探测中的应用；刘阁等设计合成了一种基于4-甲基-1羟基二苯甲酮对硝基苯腙的比色和比率荧光AcO^-、H₂PO₄、F^-阴离子探针而实现对这三种离子的裸跟识别；郝会娟等报道了一种检测Hg²⁺的喹啉衍生物比率荧光探针；吴玉防等报告了基于羟苯基苯并咪唑的Zn²⁺比率荧光探针，检测范围达4个数量级。

香豆素是母环结构为苯并a-吡喃酮的化合物的总称，是一类重要的有机杂环化合物。香豆素分子中存在C=C双键、C=O双键及内脂结构，双键的存在增加了分子的共轭程度，内脂结构增强了分子刚性，因此香豆素类衍生物在可见光范围内有很强的发光性，而且还具有很高的光量子稳定性及光致发光量子效率。香豆素类衍生物不仅可作为激光染料和荧光增白剂，还是很好的荧光探针及非线性光学材料。鉴于香豆素类化合物在药物化学和光学材料领域的重要应用，研究者进行了新型香豆素化合物的合成方法研究，制备出一系列新型香豆素衍生物，并且对这些结构新颖的化合物进行了大量的性质研究。

8-羟基喹啉衍生物作为荧光分子，最大的优点在于它在有机溶剂或水溶液中荧光很弱，而络合金属离子后其荧光强度大幅度增加，可用于设计OFF/ON型的荧光探针。8-羟基喹啉本身荧光较弱是因为分子内激发态质子转移，或者分子内电荷转移而造成的非辐射跃迁。当形成配合物后，阻止了非辐射跃迁。同时，8-羟基喹啉作为二齿刚性鳌合配体，能够络合多种金属离子，而使其发出蓝、绿色荧光，发射的波长与喹啉分子的取代基的推拉电子效应有关。基于喹啉衍生物独特的分子结构和性能，若在其结构上进行简单修饰，扩展分子的共轭结构，增强分子发光量子产率，改变其配位能力，提高对特定离子配合的选择性，从而开发出新型离子荧光探针试剂。

铝是地壳中含量最高的金属元素，在航空航天，汽车工业，冶金化工，农业生产，日常生活中大量被使用。但近些年来，越来越多的证据证明铝离子对人体中枢神经系统有很大的毒性。因此，研究高选择性高灵敏度检测微量铝离子的传感器及检测方法具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于合成一种高灵敏、高选择性检测微量Al³⁺的比率荧光探针或比率紫外吸收探针试剂。

本发明1-(7-香豆素乙氧基)-4-(2-甲基-8-喹啉氧甲基)-1,2,3-三唑比率荧光或比率紫外吸收探针试剂，是以三唑基连接香豆素和喹啉双荧光基团得到化合物a，化学名称为1-(7-香豆素乙氧基)-4-(2-甲基-8-喹啉氧甲基)-1,2,3-三唑；化学结构式为：

化合物a：1-(7-香豆素乙氧基)-4-(2-甲基-8-喹啉氧甲基)-1,2,3-三唑，是一种高灵敏、高选择性检测Al³⁺的比率荧光探针试剂或比率紫外吸收探针试剂。

分子式：C₂₄H₂₀N₄O₄

分子量：428.15

熔点：141-143℃

溶解性：溶于氯仿、丙酮、乙腈、四氢呋喃、二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺等

光谱性质：在乙醇溶液中的荧光激发波长是318nm，发射波长是390nm，紫外吸收波长是243nm、320nm。

本发明所述的1-(7-香豆素乙氧基)-4-(2-甲基-8-喹啉氧甲基)-1,2,3-三唑比率荧光或比率紫外吸收探针试剂的制备，是以8-羟基喹哪啶，7-(2-叠氮基乙氧基)-香豆素为原料，分别以丙酮，四氢呋喃/水为溶剂，首先合成中间体2-甲基-8-(丙-2-炔基氧基)喹啉，然后再经过“点击化学”技术得到化合物a：1-(7-香豆素乙氧基)-4-(2-甲基-8-喹啉氧甲基)-1,2,3-三唑；合成路线如下：

所述的1-(7-香豆素乙氧基)-4-(2-甲基-8-喹啉氧甲基)-1,2,3-三唑比率荧光或比率紫外吸收探针试剂的制备方法，是以8-羟基喹哪啶和7-(2-叠氮基乙氧基)-香豆素为原料，通过两步反应，制备得到化合物a，各化合物制备的具体工艺条件为：

（1）中间体：2-甲基-8-(丙-2-炔基氧基)喹啉的合成：

氮气保护的三口烧瓶中，在溶有8-羟基喹哪啶的丙酮溶液中，加入碳酸钾，回流，冷却，再加入3-溴丙炔，按摩尔比8-羟基喹哪啶:碳酸钾:3-溴丙炔等于1:1.5:5，继续回流，反应结束，过滤，滤液浓缩除去溶剂丙酮，经柱层析洗脱，得到中间体（2-甲基-8-(丙-2-炔基氧基)喹啉）：

反应温度：65℃（回流）

反应时间：18h

反应溶剂：丙酮

洗脱剂：乙酸乙酯/石油醚（1/4，v/v）

（2）化合物a：1-(7-香豆素乙氧基)-4-(2-甲基-8-喹啉氧甲基)-1,2,3-三唑的合成：

氮气保护的三口烧瓶中，在溶有7-(2-叠氮基乙氧基)-香豆素的四氢呋喃和水的混合溶液中，加入催化量的碘化亚铜以及上述反应得到的中间体，按摩尔比7-(2-叠氮基乙氧基)-香豆素:2-甲基-8-(丙-2-炔基氧基)喹啉等于2:1，室温下反应，反应结束，过滤，滤液浓缩除去溶剂，经柱层析洗脱，得到化合物a：

反应温度：25℃（室温）

反应时间：10h

反应溶剂：四氢呋喃/水（10/1，v/v）

洗脱剂：乙酸乙酯/石油醚（1/1，v/v）

本发明所述的1-(7-香豆素乙氧基)-4-(2-甲基-8-喹啉氧甲基)-1,2,3-三唑比率荧光或比率紫外吸收探针试剂的应用，是化合物a作为荧光法或紫外吸收光度法中用于检测微量Al³⁺的比率荧光探针试剂或比率紫外吸收探针试剂。

所述的1-(7-香豆素乙氧基)-4-(2-甲基-8-喹啉氧甲基)-1,2,3-三唑比率荧光或比率紫外吸收探针试剂的应用，是化合物a可作为比率荧光法检测微量Al³⁺的荧光探针试剂，检测的浓度线性范围为两个数量级，检测限低至10^-8mol·L^-1；化合物a可作为比率紫外吸收法检测微量Al³⁺的紫外吸收探针试剂，检测的浓度线性范围为两个数量级，检测限低至10^-7mol·L^-1。

本发明所述的1-(7-香豆素乙氧基)-4-(2-甲基-8-喹啉氧甲基)-1,2,3-三唑比率荧光或比率紫外吸收探针试剂及制备和应用，是用于荧光光谱法或紫外吸收光谱的分析试剂。化合物a作为微量Al³⁺离子的比率荧光或比率紫外吸收检测试剂。化合物a的乙醇/水溶液在激发波长为318nm时在390nm有很强的荧光发射，Al³⁺的加入使化合物a在390nm处荧光随Al³⁺浓度降低，同时在480nm处有荧光峰生成，且随Al³⁺浓度增加，在390nm和480nm处形成比率荧光，在442nm处有一个等发射点，而其他试验金属离子Li⁺，Na⁺，K⁺，Mg²⁺，Ca²⁺，Ba²⁺,Sr^{2 +}，Hg²⁺，Co²⁺，Ni²⁺，Cu²⁺，Cd²⁺，Pb²⁺，Ag⁺，Zn²⁺，Fe³⁺，Cr³⁺的加入几乎不会改变化合物a的荧光强度。化合物a的乙醇/水溶液在243nm、320nm处有微弱的紫外吸收，Al³⁺的加入使化合物a在253nm处产生吸收峰，且随Al³⁺浓度而增强，同时在243nm处吸收峰降低，在243nm和253nm处形成比率紫外吸收，在246nm处有一个等吸收点，其他实验金属离子Li⁺，Na⁺，K⁺，Mg²⁺，Ca²⁺，Ba²⁺,Sr²⁺，Hg²⁺，Co²⁺，Ni²⁺，Cu²⁺，Cd²⁺，Pb²⁺，Ag⁺，Zn²⁺，Fe³⁺，Cr³⁺的加入几乎不会改变化合物a的吸收光谱。化合物a可分别用于比率荧光或比率紫外吸收检测Al³⁺，且化合物a检测Al³⁺的荧光强度和吸光度均不受其他试验金属离子共存的影响，测定稳定性好，准确度高。

本发明合成了一种应用于比率荧光或比率紫外吸收检测Al³⁺离子的高灵敏、高准确、高选择性的探针试剂。并应用于环境水样中微量Al³⁺离子测定，还公开了试剂合成方法

本发明合成的化合物a的核磁共振氢谱数据列于表1，化合物的核磁共振碳谱数据列于表2，化合物的质谱数据列于表3，化合物的红外特征峰光谱数据列于表4。

本发明利用三唑为连接基将香豆素与喹啉衍生物连接而构建的一种双荧光团化合物a，化合物结构新颖、合成方法简单、成本低廉，产率较高。化合物的应用特征是在乙醇/水（2/3，v/v）溶液中，分别以比率荧光光谱或比率紫外吸收光谱作为检测微量Al³⁺离子的荧光探针试剂。该试剂比率荧光法检测Al³⁺离子的浓度线性范围为2个数量级，检测限最低至10^-8mol·L^-1；比率紫外吸收法检测Al³⁺离子的浓度线性范围为2个数量级，检测限最低至10^-7mol·L^-1。

比率荧光和比率吸收法是一种具有优越实用性能的光传感信号模式，这类传感系统的荧光和吸收响应往往具有较大的信号对比度。同时，由于采用在同条件下两组荧光发射的强度比值或两组吸收信号强度比值作为定量信号，环境因素的变化和仪器参数的波动所带来的影响可以降得很低，特别有利于复杂微观系统的定量分析。这也是此类光学传感系统的优势所在。

附图说明

图1浓度为1.00×10^-5mol·L^-1化合物a的乙醇/水（2/3，v/v）溶液，分别不加金属离子或加入2.00×10^-3mol·L^-1金属离子Al³⁺，Li⁺，Na⁺，K⁺，Mg²⁺，Ca²⁺，Ba²⁺,Sr²⁺，Hg²⁺，Co²⁺，Ni²⁺，Cu²⁺，Cd²⁺，Pb²⁺，Ag⁺，Zn²⁺，Fe³⁺，Cr³⁺后的荧光光谱。Al³⁺的加入使化合物a在390nm处荧光随Al³⁺浓度降低，同时在480nm处有荧光峰生成，且随Al³⁺浓度增加，在390nm和480nm处形成比率荧光，在442nm处有一个等发射点，而其他上述实验金属离子的加入几乎不会改变化合物a的荧光强度。测试的激发波长为318nm，发射波长分别为390nm和480nm。

图2共存金属离子对化合物a的比率荧光法检测Al³⁺的影响

在浓度为1.00×10^-5mol·L^-1的化合物a的乙醇/水（2/3，v/v）溶液中，加入2.00×10^-3mol·L^-1的Al³⁺后化合物a在波长分别为480nm和390nm处的荧光强度比值。再分别向a-Al³⁺混合溶液中加入同等量的其他金属离子：Li⁺，Na⁺，K⁺，Mg²⁺，Ca²⁺，Ba²⁺，Sr²⁺，Zn²⁺，Hg²⁺，Co^{2 +}，Ni²⁺，Cu²⁺，Cd²⁺，Pb²⁺，Ag⁺，Cr³⁺，Fe³⁺后的荧光强度比值的变化。黑色条表示在化合物a中加入不同金属离子在480nm和390nm处的荧光强度比值。灰色条表示在a-Al³⁺混合溶液再分别加入上述其他共存金属离子后在480nm和390nm处的荧光强度比值的变化。表明化合物a检测Al³⁺的比率荧光强度不受上述其他金属离子共存的影响。测试的激发波长为318nm，发射波长分别为390nm和480nm。

图3浓度为1.00×10^-5mol·L^-1化合物a的乙醇/水（2/3，v/v)溶液，分别不加金属离子或加入2.00×10^-3mol·L^-1金属离子Al³⁺，Li⁺，Na⁺，K⁺，Mg²⁺，Ca²⁺，Ba²⁺，Sr²⁺，Hg²⁺，Co²⁺，Ni²⁺，Cu²⁺，Cd²⁺，Pb²⁺，Ag⁺，Zn²⁺，Cr³⁺，Fe³⁺后的紫外吸收光谱。化合物a的乙醇溶液在243nm、320nm处有微弱的紫外吸收，Al³⁺的加入使化合物a在253nm处产生吸收峰，且随Al³⁺浓度而增强，同时在243nm处吸收峰降低，在243nm和253nm处形成比率荧光，在246nm处有一个等吸收点，其他实验金属离子的加入几乎不会改变化合物a的吸收光谱。吸收波长分别为243nm和253nm

图4共存金属离子对化合物a的比率吸收紫外光谱法检测Al³⁺的影响

在浓度为1.00×10^-5mol·L^-1的化合物a的乙醇/水（2/3，v/v）溶液中，加入2.00×10^-3mol·L^-1的Al³⁺后化合物a在波长分别为253nm和243nm处的吸光度比值。再分别向a-Al³⁺混合溶液中加入同等量的其他金属离子：Li⁺，Na⁺，K⁺，Mg²⁺，Ca²⁺，Ba²⁺，Sr²⁺，Zn²⁺，Hg²⁺，Co^{2 +}，Ni²⁺，Cu²⁺，Cd²⁺，Pb²⁺，Ag⁺，Cr³⁺，Fe³⁺后的吸光度比值的变化。黑色条表示在化合物a中加入不同金属离子在253nm和243nm处的吸光度比值。灰色条表示在a-Al³⁺混合溶液再分别加入上述其他共存金属离子后在253nm和243nm处的吸光度比值的变化。表明化合物a检测Al³⁺的比率紫外吸收不受上述其他金属离子共存的影响。吸收波长分别为253nm和243nm。

图5不同浓度的Al³⁺对化合物a的荧光光谱比率荧光滴定光谱图

在浓度为1.00×10^-5mol·L^-1化合物a的乙醇/水（2/3，v/v)溶液中分别加入不同浓度Al³⁺到化合物a溶液中，随着Al³⁺的加入，分别测得的荧光光谱曲线。在390nm处的发射峰逐渐降低，在480nm处的发射峰逐渐增强，在442nm出现一个等发射点。测试的激发波长为318nm。

图6化合物a的比率荧光光谱法检测Al³⁺的校准曲线。纵坐标为发射波长分别为390nm和480nm处的荧光强度比值，横坐标为Al³⁺的浓度。激发波长为318nm，发射波长分别为390nm和480nm。线性范围为8.0×10^-7~1.0×10^-5mol·L^-1。

图7不同浓度的Al³⁺对化合物a的紫外光谱比率紫外吸收滴定光谱图

在浓度为1.00×10^-5mol·L^-1化合物a的乙醇/水（2/3，v/v)溶液中分别加入不同浓度Al³⁺到化合物a溶液中，随着Al³⁺的加入，分别测得的紫外吸收光谱曲线。化合物a在243nm处的吸收峰逐渐降低，在253nm处的吸收峰逐渐增强，在246nm出现一个等吸收点。

图8化合物a的比率紫外吸收紫外吸收光谱法检测Al³⁺的校准曲线。纵坐标为吸收波长分别为253nm和234nm处的吸光度比值，横坐标为Al³⁺的浓度。线性范围为9.0×10^-7~1.0×10^-5mol·L^-1。

图9化合物a检测自来水样品中Al³⁺的荧光光谱。按标准加入法依次在样品液中加入不同量的Al³⁺标准溶液测得的光谱图。

图10化合物a检测自来水样品中Al³⁺的紫外吸收光谱。按标准加入法依次在样品液中加入不同量的Al³⁺标准溶液测得的光谱图。

图11化合物a检测湖水样品中Al³⁺的荧光光谱。按标准加入法依次在样品液中加入不同量的Al³⁺标准溶液测得的光谱图。

图12化合物a检测湖水样品中Al³⁺的紫外吸收光谱。按标准加入法依次在样品液中加入不同量的Al³⁺标准溶液测得的光谱图。

具体实施方式

实施例一：化合物a即1-(7-香豆素乙氧基)-4-(2-甲基-8-喹啉氧甲基)-1,2,3-三唑的合成：

氮气保护下的100ml的三口烧瓶中，加入8-羟基喹哪啶1.00g（6.29mmol）、碳酸钾1.30g（9.44mmol）及丙酮50ml，回流反应0.5h，冷却，再加入3-溴丙炔3.70g（31.45mmol），加热回流18h，反应结束，过滤，滤液浓缩出去溶剂丙酮，经柱层析纯化，洗脱剂为：乙酸乙酯/石油醚（1/4，v/v）得到1.05g灰色中间体：2-甲基-8-(丙-2-炔基氧基)喹啉，产率85.0%。

氮气保护下的100ml的三口烧瓶中，加入7-(2-叠氮基乙氧基)-香豆素2.34g（10.15mmol）、上述中间体1.00g（5.76mmol）及碘化亚铜（催化量），室温反应10h，结束，过滤，滤液浓缩除去溶剂，经柱层析纯化，洗脱剂为：乙酸乙酯/石油醚（1/1，v/v）得到1.73g白色目标产物a：1-(7-香豆素乙氧基)-4-(2-甲基-8-喹啉氧甲基)-1,2,3-三唑，产率70.0%。m.p.141~143℃;¹HNMR(400MHz,CDCl₃)δ:2.79(s,3H,-CH₃),4.42(t,J=4.8Hz,2H,-CH₂CH₂-),4.79(t,J=4.8Hz,2H,-CH₂CH₂-),5.59(s,2H,-CH₂-),6.27(d,J=9.6Hz,1H,ArH),6.73-6.76(m,2H,ArH),7.30(s,1H,ArH),7.42-7.50(m,2H,ArH),7.24(dd,J=2.0Hz,J=5.2Hz,1H,ArH),7.31-7.38(m,4H,ArH),7.61(d,J=9.6Hz,1H,ArH),7.95(s,1H,ArH),8.02(d,J=8.4Hz,1H,ArH);MS(ESI)m/z:429.0[M+H]⁺。

实施例二：

本发明各种分析方法中各种试剂的配制方法是：

（1）化合物a化合物溶液的配制方法：称取4.3mg的化合物a，用乙醇溶解，配制成100mL溶液，浓度为100μmol·L^-1；

（2）Al³⁺标准溶液：称取分析纯Al(NO₃)₃·9H₂O75.0mg，用二次蒸馏水溶解，并配制成100mL溶液，Al³⁺浓度为2.00×10^-3mol·L^-1；根据需要用二次蒸馏水逐级稀释到适宜的浓度；

（3）其它共存离子溶液的配制：取分析纯的各种金属的硝酸盐或盐酸盐，用二次蒸馏水溶解，并配制成浓度为2.00×10^-3mol·L^-1的二次蒸馏水溶液。

本发明所用紫外-可见分光光度计型号为UV-1800，日本岛津公司公司生产；荧光分光光度计型号为CaryEclipse荧光分光光度计，美国VARIAN公司生产。

本发明方法中作为微量Al³⁺离子检测的荧光或紫外吸收比率探针，具有光学性能优越、检测的稳定性好、背景干扰小、选择性高、检测限极低、不需要分离、能在水溶性介质条件下测试等优点。可以用于环境水（自来水、污染水）中Al³⁺的监测。操作及控制方法简便，性能独特，是化合物a分子作为荧光和比色探针试剂的实际应用。

实施例三：

在10.0mL容量瓶中加入化合物a的乙醇储备液（1.00×10^-4mol·L^-1，1mL），金属离子Al³⁺（2.00×10^-3mol·L^-1，1mL），用乙醇/水（2/3，v/v）溶液稀释至刻度，摇匀，移入1cm的石英比色皿进行荧光光谱和紫外吸收光谱测定。

设置荧光激发波长为318nm，在1cm的比色皿中加入约3ml化合物a(浓度为1.00×10^-5mol·L^-1)的乙醇/水（2/3，v/v）溶液进行荧光光谱测试，化合物a在390nm波长处有荧光发射。加入Al³⁺(浓度为2.00×10^-4mol·L^-1)后，化合物a溶液的在390nm荧光强度显著降低（猝灭率为90.46%），并且在480nm处出现一个发射峰（荧光强度为145）。波长分别为390nm和480nm处形成了比率荧光，在442nm处有一个等发射点，在相同条件下，在化合物a溶液中分别加入Li⁺，Na⁺，K⁺，Mg²⁺，Ca²⁺，Ba²⁺,Sr²⁺，Hg²⁺，Co²⁺，Ni²⁺，Cu²⁺，Zn²⁺，Pb²⁺，Cd²⁺，Ag⁺，Cr^{3 +}，Fe³⁺金属离子后，几乎不会改变化合物a的荧光光谱及强度。化合物a仅对Al³⁺有选择性比率荧光检测响应性能（附图1）。

在1cm的比色皿中加入约3ml化合物a(浓度为1.00×10^-5mol·L^-1)的乙醇/水（2/3，v/v）溶液进行紫外吸收光谱测试，化合物a中加入Al³⁺（浓度为2.00×10^-4mol·L^-1）后，在253nm处产生吸收峰（吸光度为0.332），同时在243nm处吸收峰降低，在243nm和253nm处形成比率紫外吸收，在246nm处有一个等吸收点，在相同条件下，在化合物a溶液中分别加入Li⁺，Na⁺，K⁺，Mg²⁺，Ca²⁺，Ba²⁺,Sr²⁺，Hg²⁺，Co²⁺，Ni²⁺，Cu²⁺，Zn²⁺，Pb²⁺，Cd²⁺，Ag⁺，Cr³⁺，Fe³⁺金属离子后，几乎不会改变化合物a的紫外吸收光谱及强度。化合物a仅对Al³⁺有选择性比率紫外吸收检测响应性能（附图3）。

在上述荧光法相同测试条件下，化合物a检测Al³⁺在480nm和390nm处的比率荧光强度在上述金属离子分别作为共存离子存在于a-Al³⁺混合溶液中，当共存金属离子浓度与测试的Al³⁺离子相当时，对检测Al³⁺的比率荧光强度影响的相对偏差在5%以内，不干扰测定（附图2）。

在上述紫外光谱测试条件下，化合物a检测Al³⁺在253nm和243nm处的比率紫外吸收在上述金属离子分别作为共存离子存在于a-Al³⁺混合溶液中，当共存金属离子浓度与测试的Al³⁺离子相当时，对检测Al³⁺的比率紫外吸光度影响的相对偏差在5%以内，不干扰测定（附图4）。

在上述荧光测试条下，测定Al³⁺浓度变化与480nm和390nm处的荧光强度比值，获得荧光法校准曲线（附图6）。由校准曲线的斜率和测定10次空白值的标准偏差，测定并计算得到化合物a荧光法检测Al³⁺的浓度线性范围和检出限列于表5。

在上述紫外光谱测试条下，测定Al³⁺浓度变化与253nm和243nm处的吸光度比值，获得紫外吸收法校准曲线（附图8）。由校准曲线的斜率和测定10次空白值的标准偏差，测定并计算得到化合物a紫外吸收法检测Al³⁺的浓度线性范围和检出限列于表5。

实施例四：

（a）荧光光谱校准曲线法测定水溶液中微量Al³⁺。

1.自来水/污染湖水样品前处理：取自来水或污染湖水样品2.0L，煮沸10分钟，冷却，静置放置6小时，过滤，备用。

2．取数个10.0ml容量瓶，每个容量瓶中依次加入浓度为100μmol·L^-1的化合物a的乙醇溶液1ml。

3．依次在各容量瓶中加入不同浓度的Al³⁺标准溶液，其中两个容量瓶中分别加入经处理后的自来水/污染湖水样品液，最后用乙醇/水（2/3，v/v）混合液定容到10.0ml，摇匀。

4．在荧光分光光度计上以318nm为激发波长，测定480nm和390nm处荧光强度，平行测定3次，求出比值。

5．绘制出比率荧光强度对标准Al³⁺浓度的校准曲线（附图6），根据样品溶液在480nm和390nm荧光强度，计算出比值，利用荧光光谱的校准曲线求得样品溶液中Al³⁺的浓度，计算样品中Al³⁺含量。结果如表6所示。

（b）荧光光谱标准加入法测定水溶液中微量Al³⁺。

1.样品处理与实施例四相同。

2.检测：(1)移取1mL经处理后的自来水样品于10mL容量瓶中，加入1mL化合物a(100μmol·L^-1，乙醇)，依次加入0、0.2、0.4、0.6mLAl³⁺标准溶液(100μmol·L^-1)，用乙醇/水混合液定容，使溶液体系最终溶剂比为乙醇/水（2/3，v/v）。在荧光分光光计度上以318nm为激发波长，分别测定各溶液在480nm和390nm处荧光强度，平行测定3次，计算出比值。

（2）移取1mL经处理后的污染湖水样品于10mL容量瓶中，加入1mL化合物a(100μmol·L^-1，乙醇)，依次加入0、0.3、0.6、0.9mLAl³⁺标准溶液(100μmol·L^-1)，用乙醇/水混合液定容，使溶液体系最终溶剂比为乙醇/水（2/3，v/v）。在荧光分光光度计上以318nm为激发波长，分别测定各溶液在480nm和390nm处荧光强度，平行测定3次，计算出比值。

3.测定的光谱图见附图9、11，按照标准加入法计算得到结果如表7所示。

实施例五：

（a）紫外吸收光谱校准曲线法测定水溶液中微量Al³⁺。

1.样品处理与实施例四相同。

2．取数个10.0ml容量瓶，每个容量瓶中依次加入浓度为100μmol·L^-1的化合物a化合物溶液1ml。

3．依次在各容量瓶中加入不同浓度的Al³⁺标准溶液，其中两个容量瓶中分别加入经处理后的自来水/污染湖水样品液，最后用乙醇/水（2/3，v/v）混合液定容到10.0ml，摇匀。

4．在紫外吸收分光光度计上，测定波长为243nm和253nm处的吸光度，平行测定3次，计算出比值。

5．绘制出吸光度对标准Al³⁺浓度的校准曲线（附图8），根据样品溶液在243nm和253nm处的吸光度，计算出比值，利用吸收光谱的校准曲线求得样品溶液中Al³⁺的浓度，计算样品中Al³⁺含量。结果如表8所示。

（b）紫外吸收光谱标准加入法测定水溶液中微量Al³⁺。

1.样品处理与实施例四相同。

2.检测：(1)移取1mL经处理后的自来水样品于10mL容量瓶中，加入1mL化合物a(100μmol·L^-1，乙醇)，依次加入0、0.2、0.4、0.6mLAl³⁺(100μmol·L^-1)，用乙醇/水混合液定容，使溶液体系最终溶剂比为乙醇/水（2/3，v/v）。在紫外吸收分光光度计上，分别测定各溶液在243nm和253nm处的吸光度，平行测定3次，计算出比值。

（2）移取1mL经处理后的污染湖水样品于10mL容量瓶中，加入1mL化合物a(100μmol·L^-1，乙醇)，依次加入0、0.3、0.6、0.9mLAl³⁺(100μmol·L^-1)，用乙醇/水混合液定容，使溶液体系最终溶剂比为乙醇/水=（2/3，v/v）。在紫外吸收分光光度计上，分别测定各溶液在243nm和253nm处的吸光度，平行测定3次，计算出比值。

3.测定的光谱图见附图10、12，按照标准加入法计算得到结果如表9所示。

Claims (4)

1.1-(7-香豆素乙氧基)-4-(2-甲基-8-喹啉氧甲基)-1,2,3-三唑比率荧光或比率紫外吸收探针试剂，其特征是以三唑基连接香豆素和喹啉双荧光基团得到化合物a，化学名称为1-(7-香豆素乙氧基)-4-(2-甲基-8-喹啉氧甲基)-1,2,3-三唑；化学结构式为：

化合物a：1-(7-香豆素乙氧基)-4-(2-甲基-8-喹啉氧甲基)-1,2,3-三唑，是一种高灵敏、高选择性检测Al³⁺的比率荧光探针试剂或比率紫外吸收探针试剂，

分子式：C₂₄H₂₀N₄O₄

光谱性质：在乙醇溶液中，以318nm为荧光激发波长时，最大发射波长是390nm；紫外吸收峰波长是243nm、320nm。

2.如权利要求1所述的1-(7-香豆素乙氧基)-4-(2-甲基-8-喹啉氧甲基)-1,2,3-三唑比率荧光或比率紫外吸收探针试剂的应用，其特征是化合物a作为荧光法或紫外吸收光度法中用于检测微量Al³⁺的比率荧光探针试剂或比率紫外吸收探针试剂。

3.根据权利要求2所述的1-(7-香豆素乙氧基)-4-(2-甲基-8-喹啉氧甲基)-1,2,3-三唑比率荧光或比率紫外吸收探针试剂的应用，其特征是所述化合物a可作为比率荧光法检测微量Al³⁺的荧光探针试剂，检测的浓度线性范围为两个数量级，检测限低至10^-8mol·L^-1；化合物a可作为比率紫外吸收法检测微量Al³⁺的紫外吸收探针试剂，检测的浓度线性范围为两个数量级，检测限为低至10^-7mol·L^-1。

4.根据权利要求2所述的1-(7-香豆素乙氧基)-4-(2-甲基-8-喹啉氧甲基)-1,2,3-三唑比率荧光或比率紫外吸收探针试剂的应用，其特征是所述化合物a作为比率荧光检测微量Al³⁺的荧光探针试剂，在测定Al³⁺时，在390nm和480nm处形成比率荧光，在442nm处有一个等发射点；化合物a作为比率紫外吸收检测微量Al³⁺的探针试剂，在测定Al³⁺时，在243nm和253nm处形成比率吸收，在246nm处有一个等吸收点。