CN104530064A - 基于罗丹明衍生物的比色汞离子传感器的制备方法及应用 - Google Patents
基于罗丹明衍生物的比色汞离子传感器的制备方法及应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104530064A CN104530064A CN201410776232.6A CN201410776232A CN104530064A CN 104530064 A CN104530064 A CN 104530064A CN 201410776232 A CN201410776232 A CN 201410776232A CN 104530064 A CN104530064 A CN 104530064A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rhodamine
- colorimetric
- mercury ion
- quadrol
- preparation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- PYWVYCXTNDRMGF-UHFFFAOYSA-N rhodamine B Chemical class [Cl-].C=12C=CC(=[N+](CC)CC)C=C2OC2=CC(N(CC)CC)=CC=C2C=1C1=CC=CC=C1C(O)=O PYWVYCXTNDRMGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 77
- BQPIGGFYSBELGY-UHFFFAOYSA-N mercury(2+) Chemical compound [Hg+2] BQPIGGFYSBELGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 66
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- NSOXQYCFHDMMGV-UHFFFAOYSA-N Tetrakis(2-hydroxypropyl)ethylenediamine Chemical compound CC(O)CN(CC(C)O)CCN(CC(C)O)CC(C)O NSOXQYCFHDMMGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 17
- CFHGBZLNZZVTAY-UHFFFAOYSA-N lawesson's reagent Chemical compound C1=CC(OC)=CC=C1P1(=S)SP(=S)(C=2C=CC(OC)=CC=2)S1 CFHGBZLNZZVTAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Natural products C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229940043267 rhodamine b Drugs 0.000 claims abstract description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 150000003571 thiolactams Chemical class 0.000 claims description 22
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 18
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 16
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims description 15
- 238000002390 rotary evaporation Methods 0.000 claims description 12
- IUVWPQHJRSZUGR-UHFFFAOYSA-N 2-chloro-7-nitro-1-benzofuran Chemical compound ClC=1OC2=C(C=1)C=CC=C2[N+](=O)[O-] IUVWPQHJRSZUGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 10
- 238000004440 column chromatography Methods 0.000 claims description 10
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 10
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 10
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 10
- 238000010792 warming Methods 0.000 claims description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 8
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 claims description 5
- CMQCNTNASCDNGR-UHFFFAOYSA-N toluene;hydrate Chemical compound O.CC1=CC=CC=C1 CMQCNTNASCDNGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 2
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 15
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 abstract description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 7
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 7
- SPBKEYGNLBGTTJ-UHFFFAOYSA-N 4-chloro-7-nitro-1-benzofuran Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=C(Cl)C2=C1OC=C2 SPBKEYGNLBGTTJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- -1 Mercury ions Chemical class 0.000 abstract description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 abstract 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 abstract 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 9
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 5
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 241000894007 species Species 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000010534 mechanism of action Effects 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 3
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 2
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 2
- ORMNPSYMZOGSSV-UHFFFAOYSA-N dinitrooxymercury Chemical compound [Hg+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ORMNPSYMZOGSSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- UOFGSWVZMUXXIY-UHFFFAOYSA-N 1,5-Diphenyl-3-thiocarbazone Chemical compound C=1C=CC=CC=1N=NC(=S)NNC1=CC=CC=C1 UOFGSWVZMUXXIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 206010037423 Pulmonary oedema Diseases 0.000 description 1
- 208000001647 Renal Insufficiency Diseases 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000001479 atomic absorption spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000001636 atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 210000003169 central nervous system Anatomy 0.000 description 1
- 238000004737 colorimetric analysis Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001095 inductively coupled plasma mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 201000006370 kidney failure Diseases 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000001819 mass spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000001537 neural effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 208000005333 pulmonary edema Diseases 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D491/00—Heterocyclic compounds containing in the condensed ring system both one or more rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms and one or more rings having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D451/00 - C07D459/00, C07D463/00, C07D477/00 or C07D489/00
- C07D491/02—Heterocyclic compounds containing in the condensed ring system both one or more rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms and one or more rings having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D451/00 - C07D459/00, C07D463/00, C07D477/00 or C07D489/00 in which the condensed system contains two hetero rings
- C07D491/10—Spiro-condensed systems
- C07D491/107—Spiro-condensed systems with only one oxygen atom as ring hetero atom in the oxygen-containing ring
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/33—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using ultraviolet light
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于罗丹明衍生物的比色汞离子传感器的制备方法及应用。该比色传感器是以罗丹明B、乙二胺、劳森试剂和4-氯-7-硝基苯并呋喃为原料制备的一种基于罗丹明衍生物的新型比色传感器。该比色传感器能在乙腈和水的混合溶剂中实现对汞离子的高选择性和高灵敏度检测。相比于现有的汞离子检测技术，本发明得到的新型比色传感器的合成路线简单，投入成本低，使用的检测设备简单，适于放大合成和实际生产应用，在分析化学、环境科学以及生命科学等技术领域有着巨大的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及分析化学、环境科学以及生命科学等技术领域，具体来说，涉及具有比色(比例吸收)变化检测汞离子功能的新型比色传感器及其制备方法，以及该传感器在汞离子作用下发生罗丹明内酰胺环开环并与汞离子形成配合物的作用机理，导致传感器产生比色响应，进而达到对汞离子的高选择性、高灵敏度和快速检测的要求。
背景技术
汞是一种在工业生产中广泛存在的重金属元素，随着含汞材料使用越来越多，大部分的汞就以离子形式进入环境中，分布于全球各个角落，对我们生存的环境造成了严重的污染。同时，环境中汞离子对动植物和人体健康也存在巨大威胁，例如，汞离子严重污染了动植物的生存环境，致使动植物基因变异，严重的还会危及动植物的生命。汞离子还对人的大脑和神经系统具有严重的毒性，一旦进入人的大脑，就会破坏正常的中枢神经系统，对生命造成严重威胁，长期接触低浓度的汞及其汞的化合物会导致肺水肿和肾衰竭。因此，对于环境中汞离子的选择性快速检测尤为重要，比如对汞离子残留的检测、食品安全的监控等方面，其对环境科学，医学和生物学研究都有着极其重要的意义。
目前，已经发展起来的检测汞离子的方法很多，如电化学方法，原子吸收光谱法，原子发射光谱法，电感耦合等离子体-质谱法，以及二硫腙比色法等。然而，大部分的检测方法成本投入较高，检测过程过于复杂，并需要投入昂贵的仪器设备，这些因素都严重制约了某些方法在实际检测中的运用。因此，发明一种简单的低成本而高效的检测技术具有相当重要的应用前景和现实意义。近年来，利用比色变化来检测金属离子的化学传感器方法受到了越来越多的关注，因为该传感器方法具有高选择性、高灵敏度、简单快速、不破坏样品等优点，成为了多个领域中离子检测与识别研究中的焦点。本发明采用将乙二胺硫代内酰胺化罗丹明和4-氯-7-硝基苯并呋喃反应，形成一种有机化合物，其在汞离子作用下发生罗丹明内酰胺环开环并与汞离子形成配合物的作用机理，导致传感器产生比色响应，达到一种选择性比率吸收检测汞离子的效果，即制备了一种新型的比色传感器，作用过程中可出现明显的吸收(颜色)变化，可实现对汞离子的高灵敏度和高选择性的快速检测。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于罗丹明衍生物的比色汞离子传感器的制备方法及应用，该比色传感器是以罗丹明B、乙二胺、劳森试剂和4-氯-7-硝基苯并呋喃为原料制备的一种基于罗丹明衍生物的新型比色汞离子传感器。进一步应用研究表明，该比色传感器能够在水和乙腈的混合溶剂体系中实现对汞离子的高灵敏度、高选择性的快速识别功能。
本发明的目的是通过下述方式实现的：
一种基于罗丹明衍生物的比色汞离子传感器的制备方法，包括以下步骤：
(1)将一定量的罗丹明B溶解于无水甲醇中，置于N2保护和避光的条件下，15～30min后，升温至40℃时加入乙二胺，继续升温至85℃搅拌回流10～36小时，反应结束后过滤，再除去大部分(80～95％)无水甲醇，再加一定量的蒸馏水沉淀，抽滤得到所需产物，真空干燥，得乙二胺内酰胺化罗丹明；
(2)取步骤(1)所得乙二胺内酰胺化罗丹明和劳森试剂溶于除水甲苯，将混合溶液置于避光和N2保护的条件下搅拌回流10～36小时，反应结束后过滤，除去大部分(80-95％)甲苯，用柱色谱分析方法提纯产物，所得产物真空干燥，得乙二胺硫代内酰胺化罗丹明；
(3)取步骤(2)所得乙二胺硫代内酰胺化罗丹明和4-氯-7-硝基苯并呋喃溶于除水的N,N-二甲基甲酰胺溶液，置于避光和N2保护条件下室温搅拌10～36小时，反应结束后除去大部分(80～95％)N,N-二甲基甲酰胺，用柱色谱分析方法提纯产物，真空干燥，得到产品，即基于罗丹明衍生物的比色汞离子传感器，其结构式如下：
上述的基于罗丹明衍生物的比色汞离子传感器的制备方法，所述步骤(1)中，罗丹明B与乙二胺的摩尔比为1：15～25；所述罗丹明B在无水甲醇中的浓度为0.02～0.033mol/L。
上述的基于罗丹明衍生物的比色汞离子传感器的制备方法，所述步骤(2)中，乙二胺内酰胺化罗丹明与劳森试剂的摩尔比为1：1.2～1.8，所述乙二胺内酰胺化罗丹明在甲苯中的浓度为0.01～0.02mol/L，所述劳森试剂在甲苯中的浓度为0.012～0.036mol/L。
上述的基于罗丹明衍生物的比色汞离子传感器的制备方法，所述步骤(3)中，乙二胺硫代内酰胺化罗丹明与4-氯-7-硝基苯并呋喃的摩尔比为1：1.1～1.5，所述乙二胺硫代内酰胺化罗丹明在N,N-二甲基甲酰胺溶液中的浓度为0.05～0.1mol/L，所述4-氯-7-硝基苯并呋喃在N,N-二甲基甲酰胺溶液中的浓度为0.055～0.15mol/L。
上述的基于罗丹明衍生物的比色汞离子传感器的制备方法，所述步骤(1)中无水甲醇的去除方式优选旋转蒸发。
上述的基于罗丹明衍生物的比色汞离子传感器的制备方法，所述步骤(2)中甲苯的去除方式优选旋转蒸发。
上述的基于罗丹明衍生物的比色汞离子传感器的制备方法，所述步骤(3)中N,N-二甲基甲酰胺的去除方式优选旋转蒸发。
根据上述的制备方法制备的比色汞离子传感器。
根据上述的制备方法制备的比色汞离子传感器在选择性比色检测汞离子中的应用。
本发明采用将乙二胺硫代内酰胺化罗丹明和4-氯-7-硝基苯并呋喃反应，制备一种新的有机化合物，其在汞离子作用下发生罗丹明内酰胺环开环并与汞离子形成配合物的作用机理，导致传感器产生比色(比例吸收)响应，达到一种选择性比色检测汞离子的效果，即制备了一种新型的比色汞离子传感器，作用过程中可出现明显的吸收(颜色)变化，可实现对汞离子的高灵敏度和高选择性的快速检测。相比于现有的一些检测技术，本发明中的比色传感器合成路线简单、成本投入少，后处理方便、可直接对汞离子进行高灵敏度和特异性识别、适合放大合成和实际生产应用。
附图说明
图1为本发明的比色传感器的质谱图。
图2为本发明的比色传感器对汞离子的识别作用示意图。
图3为不同汞离子浓度时，本发明的比色传感器的紫外吸收光谱变化图，[Hg2+]＝0(a)，5.0×10-6mol/l(b),1.0×10-5mol/l(c),2.0×10-5mol/l(d),4.0×10-5mol/l(e),6.0×10-5mol/l(f)，8×10-5mol/l(g)，1.0×10-4mol/l(h),1.2×10-4mol/l(i)，1.6×10-4mol/l(j)，2.0×10-4mol/l(k)，2.4×10-4mol/l(l),2.8×10-4mol/l(m)，3.2×10-4mol/l(n)，4.0×10-4mol/l(o)。
图4为本发明的比色传感器随汞离子浓度变化的吸光度变化值对应的拟合曲线和该曲线所对应的函数图(A(574)和A(470)为汞离子加入后的该比色传感器在574nm和470nm处的吸光度值，A空白指的是未加入汞离子时的574nm处的吸光度值)。
图5为各种金属离子对本发明的比色传感器吸光度变化的选择性对比数据图，加入后的金属离子的浓度均为2.0×10-5mol/l，A空白和A为各金属离子加入前后的比色传感器在574nm处的吸光度值。
图6为各种金属离子对本发明的比色传感器吸光度变化的干扰性对比数据图，加入后的金属离子的浓度均为5.0×10-6mol/l，A空白和A为各金属离子加入前后的比色传感器在574nm处的吸光度值。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
一种基于罗丹明衍生物的比色汞离子传感器的制备方法，包括以下步骤：
(1)乙二胺内酰胺化罗丹明。
将罗丹明B(6.0mmol)溶解于无水甲醇(250ml)中，置于N2保护和避光的条件下，15～30min后，升温至40℃快速加入乙二胺(120.0mmol)，继续升温至85℃搅拌回流24小时，反应结束后过滤，再旋转蒸发除去大部分无水甲醇，至体积为15ml左右，再用适量水(250ml)沉淀，抽滤得到所需产物，真空干燥，以合成乙二胺内酰胺化罗丹明。
(2)乙二胺硫代内酰胺化罗丹明。
取步骤(1)合成的乙二胺内酰胺化罗丹明(1.0mmol)和劳森试剂(1.5mmol)溶于除水甲苯(60ml)，将混合溶液置于避光和N2保护的条件下搅拌回流24小时，反应结束后过滤，旋转蒸发除去大部分甲苯，用柱色谱分析方法提纯产物，所得产物真空干燥，以合成乙二胺硫代内酰胺化罗丹明。
(3)利用乙二胺硫代内酰胺化罗丹明和4-氯-7-硝基苯并呋喃合成新型比色汞离子传感器。
取步骤(2)合成的乙二胺硫代内酰胺化罗丹明(1.0mmol)和4-氯-7-硝基苯并呋喃(1.3mmol)溶于除水的N,N-二甲基甲酰胺(15ml)溶液，置于避光N2保护条件下室温搅拌24小时，反应结束后旋蒸除去大部分N,N-二甲基甲酰胺，用柱色谱分析方法提纯产物，真空干燥，便制得所需的比色汞离子传感器，即基于罗丹明衍生物的比色汞离子传感器。
实施例2
一种基于罗丹明衍生物的比色汞离子传感器的制备方法，包括以下步骤：
(1)乙二胺内酰胺化罗丹明。
将罗丹明B(6.0mmol)溶解于无水甲醇(300ml)中，置于N2保护和避光的条件下，15～30min后，升温至40℃快速加入乙二胺(90.0mmol)，继续升温至85℃搅拌回流30小时，反应结束后过滤，再旋转蒸发除去大部分无水甲醇，至体积为20ml左右，再用适量水(300ml)沉淀，抽滤得到所需产物，真空干燥，以合成乙二胺内酰胺化罗丹明。
(2)乙二胺硫代内酰胺化罗丹明。
取步骤(1)合成的乙二胺内酰胺化罗丹明(1.0mmol)和劳森试剂(1.8mmol)溶于除水甲苯(100ml)，将混合溶液置于避光和N2保护的条件下搅拌回流36小时，反应结束后过滤，旋转蒸发除去大部分甲苯，用柱色谱分析方法提纯产物，所得产物真空干燥，以合成乙二胺硫代内酰胺化罗丹明。
(3)利用乙二胺硫代内酰胺化罗丹明和4-氯-7-硝基苯并呋喃合成新型比色汞离子传感器。
取步骤(2)合成的乙二胺硫代内酰胺化罗丹明(1.0mmol)和4-氯-7-硝基苯并呋喃(1.1mmol)溶于除水的N,N-二甲基甲酰胺(20ml)溶液，置于避光N2保护条件下室温搅拌18小时，反应结束后旋蒸除去大部分N,N-二甲基甲酰胺，用柱色谱分析方法提纯产物，真空干燥，便制得所需的比色汞离子传感器，即基于罗丹明衍生物的比色汞离子传感器。
实施例3
一种基于罗丹明衍生物的比色汞离子传感器的制备方法，包括以下步骤：
(1)乙二胺内酰胺化罗丹明。
将罗丹明B(10.0mmol)溶解于无水甲醇(300ml)中，置于N2保护和避光的条件下，15～30min后，升温至40℃快速加入乙二胺(250.0mmol)，继续升温至85℃搅拌回流36小时，反应结束后过滤，再旋转蒸发除去大部分无水甲醇，至体积为25ml左右，再用适量水(400ml)沉淀，抽滤得到所需产物，真空干燥，以合成乙二胺内酰胺化罗丹明。
(2)乙二胺硫代内酰胺化罗丹明。
取步骤(1)合成的乙二胺内酰胺化罗丹明(1.0mmol)和劳森试剂(1.2mmol)溶于除水甲苯(50ml)，将混合溶液置于避光和N2保护的条件下搅拌回流20小时，反应结束后过滤，旋转蒸发除去大部分甲苯，用柱色谱分析方法提纯产物，所得产物真空干燥，以合成乙二胺硫代内酰胺化罗丹明。
(3)利用乙二胺硫代内酰胺化罗丹明和4-氯-7-硝基苯并呋喃合成新型比色汞离子传感器。
取步骤(2)合成的乙二胺硫代内酰胺化罗丹明(1.0mmol)和4-氯-7-硝基苯并呋喃(1.5mmol)溶于除水的N,N-二甲基甲酰胺(10ml)溶液，置于避光N2保护条件下室温搅拌30小时，反应结束后旋蒸除去大部分N,N-二甲基甲酰胺，用柱色谱分析方法提纯产物，真空干燥，便制得所需的比色汞离子传感器，即基于罗丹明衍生物的比色汞离子传感器。
实施例4
汞离子的检测实验。
(1)取15个5ml样品瓶，分别加入实施例1中所制备的比色传感器的乙腈和水(v：v＝1:1)的混合溶液3ml，然后分别将浓度为[Hg2+]＝0(a)，5.0×10-6mol/l(b),1.0×10-5mol/l(c),2.0×10-5mol/l(d),4.0×10-5mol/l(e),6.0×10-5mol/l(f)，8×10-5mol/l(g)，1.0×10-4mol/l(h),1.2×10-4mol/l(i)，1.6×10-4mol/l(j)，2.0×10-4mol/l(k)，2.4×10-4mol/l(l),2.8×10-4mol/l(m)，3.2×10-4mol/l(n)，4.0×10-4mol/l(o)的3μl硝酸汞溶液加入15个样品瓶中，常温下搅拌3分钟后，分别测定这些样品的吸光度变化值，得15个样品的紫外吸收光谱变化图，见图3。测定结果表明：该新型比色传感器的吸光度随着汞离子浓度的逐渐增加而逐步上升，且汞离子浓度>5μmol/L时比色传感器的吸光度明显上升。根据图3的吸光度变化值可作出对应的拟合后的比较理想的函数曲线图和该曲线所对应的函数图(y＝a*x(b+x))，a＝1.82035，b＝2.67123，R2＝0.99777)，见图4。
(2)取11个5ml样品瓶，分别装入实施例1中所制备的比色传感器的乙腈和水(v：v＝1:1)的混合溶液3ml，第一个样品瓶为空白，其[Hg2+]＝0，然后分别将浓度为2.0×10-5mol/l的Mg2+、Ni2+、Ca2+、Pb2+、Hg2+、Zn2+、Mn2+、Co2+、Fe2+和Cu2+各取3μl加入另外10个样品瓶中，然后分别测定11个样品在574nm处的吸光度变化值，结果见图5。测定结果表明：除了汞离子外，其它上述各种金属离子对所制备的比色传感器的吸光度变化没有明显影响。
(3)取10个5ml样品瓶，分别装入实施例1中所制备的比色传感器的乙腈和水(v：v＝1:1)的混合溶液3ml，再往10个样品瓶中加入5.0×10-6mol/l的硝酸汞溶液3μl，然后分别将浓度为5.0×10-6mol/l的Mg2+、Ni2+、Ca2+、Pb2+、Hg2+、Zn2+、Mn2+、Co2+、Fe2+和Cu2+各取3μl加入到10个样品瓶中，分别测定10个样品在574nm处的吸光度变化值，结果见图6。测定结果表明：其它上述各种金属离子对所制备的比色传感器识别汞的吸光度变化没有明显干扰。
上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明所作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种基于罗丹明衍生物的比色汞离子传感器的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将一定量的罗丹明B溶解于无水甲醇中，置于N2保护和避光的条件下，15～30min后，升温至40℃时加入乙二胺，继续升温至85℃搅拌回流10～36小时，反应结束后过滤，再除去80～95％无水甲醇，再加一定量的蒸馏水沉淀，抽滤得到所需产物，真空干燥，得乙二胺内酰胺化罗丹明；
(2)取步骤(1)所得乙二胺内酰胺化罗丹明和劳森试剂溶于除水甲苯，将混合溶液置于避光和N2保护的条件下搅拌回流10～36小时，反应结束后过滤，除去80～95％甲苯，用柱色谱分析方法提纯产物，所得产物真空干燥，得乙二胺硫代内酰胺化罗丹明；
(3)取步骤(2)所得乙二胺硫代内酰胺化罗丹明和4-氯-7-硝基苯并呋喃溶于除水的N,N-二甲基甲酰胺溶液，置于避光和N2保护条件下室温搅拌10～36小时，反应结束后除去80～95％N,N-二甲基甲酰胺，用柱色谱分析方法提纯产物，真空干燥，得到产品，即基于罗丹明衍生物的比色汞离子传感器，其结构式如下：
2.根据权利要求1所述的基于罗丹明衍生物的比色汞离子传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，罗丹明B与乙二胺的摩尔比为1：15～25；所述罗丹明B在无水甲醇中的浓度为0.02～0.033mol/L。
3.根据权利要求1或2所述的基于罗丹明衍生物的比色汞离子传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，乙二胺内酰胺化罗丹明与劳森试剂的摩尔比为1：1.2～1.8，所述乙二胺内酰胺化罗丹明在甲苯中的浓度为0.01～0.02mol/L，所述劳森试剂在甲苯中的浓度为0.012～0.036mol/L。
4.根据权利要求1或2所述的基于罗丹明衍生物的比色汞离子传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，乙二胺硫代内酰胺化罗丹明与4-氯-7-硝基苯并呋喃的摩尔比为1：1.1～1.5，所述乙二胺硫代内酰胺化罗丹明在N,N-二甲基甲酰胺溶液中的浓度为0.05～0.1mol/L，所述4-氯-7-硝基苯并呋喃在N,N-二甲基甲酰胺溶液中的浓度为0.055～0.15mol/L。
5.根据权利要求1或2所述的基于罗丹明衍生物的比色汞离子传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中无水甲醇的去除方式为旋转蒸发。
6.根据权利要求1或2所述的基于罗丹明衍生物的比色汞离子传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中甲苯的去除方式为旋转蒸发。
7.根据权利要求1或2所述的基于罗丹明衍生物的比色汞离子传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中N,N-二甲基甲酰胺的去除方式为旋转蒸发。
8.权利要求1至7任一项所述的制备方法制备的比色汞离子传感器。
9.权利要求1至7任一项所述的制备方法制备的比色汞离子传感器在选择性比色检测汞离子中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410776232.6A CN104530064B (zh) | 2014-12-15 | 2014-12-15 | 基于罗丹明衍生物的比色汞离子传感器的制备方法及应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410776232.6A CN104530064B (zh) | 2014-12-15 | 2014-12-15 | 基于罗丹明衍生物的比色汞离子传感器的制备方法及应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104530064A true CN104530064A (zh) | 2015-04-22 |
| CN104530064B CN104530064B (zh) | 2017-02-22 |
Family
ID=52845732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410776232.6A Expired - Fee Related CN104530064B (zh) | 2014-12-15 | 2014-12-15 | 基于罗丹明衍生物的比色汞离子传感器的制备方法及应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104530064B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105606607A (zh) * | 2016-03-08 | 2016-05-25 | 云南民族大学 | 一种阳离子型有机铱(iii)配合物的比色型汞离子探针的制备方法及应用 |
| CN106290182A (zh) * | 2016-07-18 | 2017-01-04 | 西安交通大学 | 一种金纳米棒自组装的简易方法及其在汞离子检测中的应用 |
| CN106990061A (zh) * | 2017-02-16 | 2017-07-28 | 南京师范大学常州创新发展研究院 | 快速检测水溶液中汞离子（ⅱ）的方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040126891A1 (en) * | 2002-12-26 | 2004-07-01 | Brunswick Laboratories | Method for assaying reactive oxidants in smoke |
| CN103113380A (zh) * | 2013-03-08 | 2013-05-22 | 苏州大学 | 一种罗丹明衍生物、其制备方法及应用 |
| CN103570736A (zh) * | 2013-11-05 | 2014-02-12 | 苏州大学 | 一种罗丹明-噁二唑衍生物、其制备方法及应用 |
-
2014
- 2014-12-15 CN CN201410776232.6A patent/CN104530064B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040126891A1 (en) * | 2002-12-26 | 2004-07-01 | Brunswick Laboratories | Method for assaying reactive oxidants in smoke |
| CN103113380A (zh) * | 2013-03-08 | 2013-05-22 | 苏州大学 | 一种罗丹明衍生物、其制备方法及应用 |
| CN103570736A (zh) * | 2013-11-05 | 2014-02-12 | 苏州大学 | 一种罗丹明-噁二唑衍生物、其制备方法及应用 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| AIFENG LIU，等: "A novel rhodamine-based colorimetric and fluorescent sensor for the dual-channel detection of Cu2+ and Fe3+ in aqueous solutions", 《DYES AND PIGMENTS》 * |
| BISWONATH BISWAL，BAMAPRASAD BAG: "Preferences of rhodamine coupled (aminoalkyl)-piperazine probes towards Hg(II ) ion and their FRET mediated signaling", 《ORGANIC & BIOMOLECULAR CHEMISTRY》 * |
| KE LIU，等: "A highly sensitive and selective ratiometric and colorimetric sensor for Hg2+ based on a rhodamine–nitrobenzoxadiazole conjugate", 《INORGANIC CHEMISTRY COMMUNICATIONS》 * |
| 黄培强: "《有机人名反应、试剂与规则》", 31 January 2008 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105606607A (zh) * | 2016-03-08 | 2016-05-25 | 云南民族大学 | 一种阳离子型有机铱(iii)配合物的比色型汞离子探针的制备方法及应用 |
| CN105606607B (zh) * | 2016-03-08 | 2018-10-09 | 云南民族大学 | 一种阳离子型有机铱(iii)配合物的比色型汞离子探针的制备方法及应用 |
| CN106290182A (zh) * | 2016-07-18 | 2017-01-04 | 西安交通大学 | 一种金纳米棒自组装的简易方法及其在汞离子检测中的应用 |
| CN106990061A (zh) * | 2017-02-16 | 2017-07-28 | 南京师范大学常州创新发展研究院 | 快速检测水溶液中汞离子（ⅱ）的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104530064B (zh) | 2017-02-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wu et al. | Coumarin-based Hg2+ fluorescent probe: Synthesis and turn-on fluorescence detection in neat aqueous solution | |
| Wen et al. | Determination of cadmium and copper in water and food samples by dispersive liquid–liquid microextraction combined with UV–vis spectrophotometry | |
| Lu et al. | Deep learning-assisted smartphone-based ratio fluorescence for “on–off-on” sensing of Hg2+ and thiram | |
| Wolfe et al. | Spectrofluorescence of sediment humic substances and historical changes of lacustrine organic matter provenance in response to atmospheric nutrient enrichment | |
| Liang et al. | Cloud point extraction preconcentration and spectrophotometric determination of copper in food and water samples using amino acid as the complexing agent | |
| Temiz et al. | Surface enhanced Raman spectroscopy as a new spectral technique for quantitative detection of metal ions | |
| CN102876323B (zh) | 一种镉离子荧光探针及制备方法和用途 | |
| Shakerian et al. | Synthesis and characterisation of nano-pore antimony imprinted polymer and its use in the extraction and determination of antimony in water and fruit juice samples | |
| Venkatesan et al. | Spectrophotometric and RGB performances of a new tetraphenylcyclopenta-derived Schiff base for the quantification of cyanide ions | |
| CN104034689A (zh) | 基于压片法的土壤重金属含量的检测方法及装置 | |
| Shahlaei et al. | Determination of arsenic in drinking water samples by electrothermal atomic absorption spectrometry after preconcentration using the biomass of Aspergillus niger loaded on activated charcoal | |
| Naeemullah et al. | Cloud point extraction and flame atomic absorption spectrometric determination of cadmium and nickel in drinking and wastewater samples | |
| Kaur et al. | A novel, anthracene-based naked eye probe for detecting Hg2+ ions in aqueous as well as solid state media | |
| Chen et al. | Cyanide ion colorimetric chemosensor based on protonated merocyanine in EtOH | |
| Lin et al. | A green synthesis of a simple chemosensor that could instantly detect cyanide with high selectivity in aqueous solution | |
| CN104132920A (zh) | 一种荧光猝灭测定Ag+或F-的方法 | |
| CN108593614B (zh) | 巯基丙酸修饰锰掺杂硫化锌量子点在铜离子检测中的应用 | |
| CN104530064A (zh) | 基于罗丹明衍生物的比色汞离子传感器的制备方法及应用 | |
| CN107607507B (zh) | 一种有机磷农药残留的荧光检测方法 | |
| Guang et al. | A novel 4-phenyl amino thiourea derivative designed for real-time ratiometric–colorimetric detection of toxic Pb2+ | |
| CN104949949B (zh) | 含有罗丹明基团及苯并呋咱基团的化合物及制备方法与应用 | |
| Yilmaz et al. | Novel imprinted polymer for the preconcentration of cadmium with determination by inductively coupled plasma mass spectrometry | |
| Genc et al. | Naked-eye colorimetric and switch-on fluorescence chemosensor based on a rhodamine derivative for Hg2+: Smartphone device, test-kit and food sample applications | |
| Rajaswathi et al. | Simple admixture of 4-nitrobenzaldehyde and 2, 4-dimethylpyrrole for efficient colorimetric sensing of copper (II) ions | |
| Zhao et al. | A FRET-based ratiometric fluorescent probe for Hg2+ detection in aqueous solution and bioimaging in multiple samples |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170222 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |