CN104892598A - 一种1,10-菲啰啉衍生物及其制备方法与应用 - Google Patents

一种1,10-菲啰啉衍生物及其制备方法与应用 Download PDF

Info

Publication number
CN104892598A
CN104892598A CN201510253734.5A CN201510253734A CN104892598A CN 104892598 A CN104892598 A CN 104892598A CN 201510253734 A CN201510253734 A CN 201510253734A CN 104892598 A CN104892598 A CN 104892598A
Authority
CN
China
Prior art keywords
phenanthroline
derivative
room temperature
anhydrous tetrahydro
bis
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
Application number
CN201510253734.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104892598B (zh
Inventor
陶涛
邱慧
黄琼
陈敏东
赵云霞
李俊
徐静
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Aimu Material Technology Co., Ltd
Original Assignee
Nanjing University of Information Science and Technology
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing University of Information Science and Technology filed Critical Nanjing University of Information Science and Technology
Priority to CN201510253734.5A priority Critical patent/CN104892598B/zh
Publication of CN104892598A publication Critical patent/CN104892598A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104892598B publication Critical patent/CN104892598B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D471/00—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, at least one ring being a six-membered ring with one nitrogen atom, not provided for by groups C07D451/00 - C07D463/00
    • C07D471/02—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, at least one ring being a six-membered ring with one nitrogen atom, not provided for by groups C07D451/00 - C07D463/00 in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D471/04—Ortho-condensed systems
    • 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
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
    • G01N21/643—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes" non-biological material
    • 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
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
    • G01N2021/6443—Fluorimetric titration

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Nitrogen Condensed Heterocyclic Rings (AREA)

Abstract

本发明公开了一种1,10-菲啰啉衍生物及其制备方法与应用。该1,10-菲啰啉衍生物的化学式为：3,8-双（4-丙氧基苯基）-1,10-菲啰啉。本发明制备得到的1,10-菲啰啉衍生物成本低，作为荧光探针，在蓝光区域（455-490nm）产生10倍的荧光增强。

Description

一种1,10-菲啰啉衍生物及其制备方法与应用
技术领域
    本发明涉及一种可用于高灵敏锌离子荧光传感的1,10-菲啰啉衍生物。
背景技术
    化学传感器用途广泛，可应用于水质监测、有害气体预警、土壤重金属分析、食品分析等诸多领域。一些重金属离子一旦过量对生物体危害巨大，如汞离子在自然界可转化为具有神经毒性的甲基汞，通过生物积累效应造成环境污染和对人畜细胞代谢和神经组织的破坏；镉离子具有很强的毒性，能够伤害肺、肾脏、脾脏等器官组织；锌离子既可以参与许多重要的细胞活动，如神经传递、信号传导和基因表达等，但是过多的锌离子又会造成农业和食品的污染。因此对这些重金属离子进行检测显得格外重要。
目前有许多标准方法可以用来检测重金属离子，如滴定分析、原子吸收光谱、原子发射光谱、气相或液相色谱等，但是这些方法大都需要繁琐的样品预处理和精密复杂的仪器，耗时耗力。荧光化学传感器因其成本低廉，操作简单，可实时监测，高灵敏度和高选择性等一系列优点而一直成为化学、环境以及材料等领域的研究热点，并逐步向实用化迈进。
在已有的研究与报道中，很大一部分金属离子传感器都是基于有机小分子配体的体系，有的配体结构复杂，合成难度较高。1,10-菲啰啉结构相对简单，具有大的共轭平面以及强的螯合能力，常被用做双齿螯合配体和金属离子作用形成配合物，然而把低成本的1,10-菲啰啉衍生物应用到锌离子的荧光传感目前研究得较少。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种低成本、并可用于锌离子荧光传感的1,10-菲啰啉衍生物。
为了达到上述目的，本发明提供了一种1,10-菲啰啉衍生物，化学式为：3,8-双（4-丙氧基苯基）-1,10-菲啰啉，具体结构式如下：
                                                                       。
本发明还提供了上述1,10-菲啰啉衍生物的制备方法：包括以下步骤：
（1）向三颈瓶中加入镁屑、无水四氢呋喃和碘，在室温和氩气保护下缓慢搅拌；所述镁屑、无水四氢呋喃、碘的质量比例为106:445:1；将4-溴丙氧基苯溶于无水四氢呋喃中配成浓度为6 mol/L的溶液，缓慢滴加到上述三颈瓶中，保持反应体系处于微沸，滴完后，加热回流30分钟后冷却至室温，制成格氏试剂；所述镁屑和4-溴丙氧基苯的物质的量比为7:5；
（2）另取三颈瓶，向其中加入3,8-二溴-1,10-菲啰啉、[Ni(dppp)Cl2]催化剂和无水四氢呋喃，3,8-二溴-1,10-菲啰啉、[Ni(dppp)Cl2]催化剂与步骤（1）中使用的4-溴丙氧基苯的物质的量比为36:1:96，所述3,8-二溴-1,10-菲啰啉和无水四氢呋喃的质量比例为1:9；在室温和氩气保护下将步骤（1）中制备的格氏试剂倒入滴液漏斗中，然后将其缓慢滴入上述加入3,8-二溴-1,10-菲啰啉的三颈瓶中，滴完后在室温下搅拌2小时，然后加热至沸回流12小时，冷却至室温后，加入饱和氯化铵溶液淬灭，用三氯甲烷萃取，取有机层用饱和食盐水充分洗涤之后采用柱层析分离，洗脱剂采用三氯甲烷，收集洗脱液蒸干溶剂后得到黄色固体，即为所述3,8-双（4-丙氧基苯基）-1,10-菲啰啉。
本发明还提供了上述1,10-菲啰啉衍生物在对锌离子检测方面的应用。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明制备得到的1,10-菲啰啉衍生物成本低，作为荧光探针，在蓝光区域（455-490 nm）产生10倍的荧光增强。这种荧光增强既不受碱金属离子，碱土金属离子以及大部分过渡金属离子等影响，也不受pH影响，表明本发明1,10-菲啰啉衍生物具有高的选择性和pH稳定性。本发明制备得到的1,10-菲啰啉衍生物对游离锌离子的检测限可以达到2 ppb，远低于世界卫生组织饮用水中的锌含量（3 mg/L），为高选择性和高灵敏度的锌离子传感器提供可靠的技术支持。
附图说明
    图1为实施例1制备得的3,8-双（4-丙氧基苯基）-1,10-菲啰啉核磁共振氢谱；
图2为3,8-双（4-丙氧基苯基）-1,10-菲啰啉氯化锌分子结构图；
图3为3,8-双（4-丙氧基苯基）-1,10-菲啰啉荧光滴定图；
图4为不同金属离子的竞争性曲线图；
图5为3,8-双（4-丙氧基苯基）-1,10-菲啰啉的Job曲线；
图6为荧光强度随锌浓度变化的图谱。
具体实施方式
    下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例一
步骤1.向100 mL干燥的三颈瓶中加入2.12 g（87.4 mmol）活化的镁屑、10 mL无水四氢呋喃和0.02g催化量的碘，在室温和氩气保护下缓慢搅拌；将7.85 mL的4-溴丙氧基苯（62.5 mmol）溶于10 mL无水四氢呋喃中配成溶液，缓慢滴加到上述三颈瓶中，保持反应体系处于微沸，滴完后，加热回流30分钟后冷却至室温，制成格氏试剂。
步骤2.在氩气氛围中，向250 mL干燥的三颈瓶中加入7.82 g（23.1 mmol）3,8-二溴-1,10-菲啰啉、0.34 g（0.64 mmol）[Ni(dppp)Cl2]催化剂和80 mL无水四氢呋喃，将步骤1的反应液倒入50 mL滴液漏斗中，然后将其缓慢滴入上述三颈瓶中，滴完后在室温下搅拌2小时，然后加热回流12小时，冷却至室温。加入大量的饱和氯化铵溶液淬灭，用三氯甲烷萃取，有机层用饱和食盐水充分洗涤之后用柱层析（洗脱剂：三氯甲烷）分离，旋干溶剂后得到黄色固体3,8-双（4-丙氧基苯基）-1,10-菲啰啉，核磁共振氢谱如图1所示，产率40%，熔点：242-244 ℃。
步骤3.向100 mL单颈瓶中加入0.45 g（1.0 mmol）3,8-双（4-丙氧基苯基）-1,10-菲啰啉、0.25 g（1.2 mmol）ZnCl2·4H2O和 50 mL甲醇，加热回流12小时，得到黄色固体3,8-双（4-丙氧基苯基）-1,10-菲啰啉氯化锌，产率为61%。其具体结果如图2所示。红外光谱数据：(KBr pellets, n, cm-1): 3450(b), 2926(w), 1647(w), 1602(s), 1521(m), 1448(m), 1371(w), 1290(m), 1257(s), 1211(w), 1184(m), 1122(m), 1033(w), 918(w), 827(m), 750(w), 719(w), 703(w), 578(m), 515(w). 元素分析数据：C26H20Cl2N2O2Zn: C, 59.06; H, 3.81; N, 5.30 %. Found: C, 58.88; H, 3.94; N, 5.26 %.
实施例二
步骤1与步骤2同实施例一。
步骤3：将3,8-双（4-丙氧基苯基）-1,10-菲啰啉配成10-4 mol/L溶液，其在乙醇-水溶液中的荧光滴定光谱如图3所示，随着Zn2+含量的增加，溶液在461 nm处的荧光发射强度呈线性增强，当Zn2+含量达到1.2当量时，荧光强度达到最大值。配体的荧光峰在402 nm，相比于配体，配合物发射光谱红移了59 nm。不同金属离子的竞争性实验如图4所示，碱金属离子、碱土金属离子以及部分过渡金属离子均不造成较大干扰。图5为Job曲线，表明在溶液中配体和锌离子呈现出1:1的配合物形态，这与图2晶体结构数据相吻合。将一定量浓度梯度的锌标准溶液加入至配体溶液中，其荧光强度线性减小，推算出其检测限浓度为3.0 × 10?8 mol/L，如图6所示。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种1,10-菲啰啉衍生物，其特征在于，所述1,10-菲啰啉衍生物为3,8-双（4-丙氧基苯基）-1,10-菲啰啉，其结构式如下：
          。
2.权利要求1所述1,10-菲啰啉衍生物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）向三颈瓶中加入镁屑、无水四氢呋喃和碘，在室温和氩气保护下缓慢搅拌；所述镁屑、无水四氢呋喃、碘的质量比例为106:445:1；将4-溴丙氧基苯溶于无水四氢呋喃中配成浓度为6 mol/L的溶液，缓慢滴加到上述三颈瓶中，保持反应体系处于微沸，滴完后，加热回流30分钟后冷却至室温，制成格氏试剂；所述镁屑和4-溴丙氧基苯的物质的量比为7:5；
（2）另取三颈瓶，向其中加入3,8-二溴-1,10-菲啰啉、[Ni(dppp)Cl2]催化剂和无水四氢呋喃，3,8-二溴-1,10-菲啰啉、[Ni(dppp)Cl2]催化剂与步骤（1）中使用的4-溴丙氧基苯的物质的量比为36:1:96，所述3,8-二溴-1,10-菲啰啉和无水四氢呋喃的质量比例为1:9；在室温和氩气保护下将步骤（1）中制备的格氏试剂倒入滴液漏斗中，然后将其缓慢滴入上述加入3,8-二溴-1,10-菲啰啉的三颈瓶中，滴完后在室温下搅拌2小时，然后加热至沸回流12小时，冷却至室温后，加入饱和氯化铵溶液淬灭，用三氯甲烷萃取，取有机层用饱和食盐水充分洗涤之后采用柱层析分离，洗脱剂采用三氯甲烷，收集洗脱液蒸干溶剂后得到黄色固体，即为所述3,8-双（4-丙氧基苯基）-1,10-菲啰啉。
3.权利要求1所述1,10-菲啰啉衍生物在对锌离子检测方面的应用。
CN201510253734.5A 2015-05-19 2015-05-19 一种1,10‑菲啰啉衍生物及其制备方法与应用 Active CN104892598B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510253734.5A CN104892598B (zh) 2015-05-19 2015-05-19 一种1,10‑菲啰啉衍生物及其制备方法与应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510253734.5A CN104892598B (zh) 2015-05-19 2015-05-19 一种1,10‑菲啰啉衍生物及其制备方法与应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104892598A true CN104892598A (zh) 2015-09-09
CN104892598B CN104892598B (zh) 2017-01-18

Family

ID=54025611

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510253734.5A Active CN104892598B (zh) 2015-05-19 2015-05-19 一种1,10‑菲啰啉衍生物及其制备方法与应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104892598B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111057056A (zh) * 2019-12-30 2020-04-24 南京艾姆材料科技有限公司 一类有机-水相高效重金属螯合剂及其制备方法
CN111072654A (zh) * 2019-12-30 2020-04-28 南京艾姆材料科技有限公司 一种水相高效重金属螯合剂及其制备方法
CN111100124A (zh) * 2019-11-27 2020-05-05 浙江工业大学 一种线性邻菲咯啉化合物及其制备方法和应用
CN111217840A (zh) * 2020-01-17 2020-06-02 浙江工业大学 一种线性邻菲咯啉铜配合物及其制备方法与应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BO ZHANG ET AL.: "Cell-Compatible Fluorescent Chemosensor for Zn2+ Based on a 3,8-Extended 1,10-Phenanthroline Derivative", 《EUR. J. INORG. CHEM.》, 31 December 2012 (2012-12-31), pages 3844 - 3851 *
TAKUMA YASUDA ET AL: "A new Soluble 1,10-Phenanthroline-Containing π-Conjugated Polymer: Synthesis and Effect of Metal Complexation on Optical Properties", 《ADVANCED MATERIALS》, vol. 15, no. 3, 31 December 2003 (2003-12-31), pages 293 - 296 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111100124A (zh) * 2019-11-27 2020-05-05 浙江工业大学 一种线性邻菲咯啉化合物及其制备方法和应用
CN111100124B (zh) * 2019-11-27 2021-12-07 浙江工业大学 一种线性邻菲咯啉化合物及其制备方法和应用
CN111057056A (zh) * 2019-12-30 2020-04-24 南京艾姆材料科技有限公司 一类有机-水相高效重金属螯合剂及其制备方法
CN111072654A (zh) * 2019-12-30 2020-04-28 南京艾姆材料科技有限公司 一种水相高效重金属螯合剂及其制备方法
CN111217840A (zh) * 2020-01-17 2020-06-02 浙江工业大学 一种线性邻菲咯啉铜配合物及其制备方法与应用
CN111217840B (zh) * 2020-01-17 2023-03-14 浙江工业大学 一种线性邻菲咯啉铜配合物及其制备方法与应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN104892598B (zh) 2017-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wu et al. Coumarin-based Hg2+ fluorescent probe: Synthesis and turn-on fluorescence detection in neat aqueous solution
Peng et al. Highly sensitive and rapid detection of thiabendazole residues in oranges based on a luminescent Tb3+-functionalized MOF
Na et al. Dual-channel detection of Cu2+ and F− with a simple Schiff-based colorimetric and fluorescent sensor
Hou et al. Highly selective and sensitive detection of Pb2+ and UO22+ ions based on a carboxyl-functionalized Zn (II)-MOF platform
Yilmaz et al. Ionic liquid-linked dual magnetic microextraction of lead (II) from environmental samples prior to its micro-sampling flame atomic absorption spectrometric determination
Du et al. Carbon dots-based fluorescent probes for sensitive and selective detection of iodide
CN109134880B (zh) 一种Eu(Ⅲ)-金属有机骨架及其制备方法与应用
Jiao et al. A schiff-base dual emission ratiometric fluorescent chemosensor for Hg2+ ions and its application in cellular imaging
CN102876323B (zh) 一种镉离子荧光探针及制备方法和用途
CN103408555B (zh) 一种罗丹明b衍生物及其制备和应用
Dong et al. A new colorimetric and fluorescent chemosensor based on Schiff base-phenyl-crown ether for selective detection of Al3+ and Fe3+
CN104892598A (zh) 一种1,10-菲啰啉衍生物及其制备方法与应用
EP3599239A1 (en) Metal organic frameworks and methods for using thereof
Liu et al. A new cluster-based metal-organic framework with triazine backbones for selective luminescent detection of mercury (II) ion
CN102890130A (zh) 一种烟草中阿维菌素残留量的检测方法
Cui et al. Design and synthesis of a terbium (III) complex-based luminescence probe for time-gated luminescence detection of mercury (II) Ions
Zhao et al. A FRET-based ratiometric fluorescent probe for Hg2+ detection in aqueous solution and bioimaging in multiple samples
CN103421029A (zh) 用作汞离子荧光探针的双核锌配合物及其制备方法
Wu et al. A novel “on-off-on” acylhydrazone-based fluorescent chemosensor for ultrasensitive detection of Pd2+
Wu et al. Rational designing an azo colorimetric sensor with high selectivity and sensitivity for uranium environmental monitoring
Guo et al. A Zn-based coordination polymer as a luminescent sensor for simple and sensitive detecting of sulfonamides antibiotics and nitroaromatic
Das et al. Selective cyanide sensing using a Fe (III) complex of pyridoxal-beta alanine Schiff base
CN110964042B (zh) 一种n，n-二(2-吡啶甲基)胺基bodipy类镍离子荧光探针的制备方法及其应用
CN104818013A (zh) 吡咯并吡咯二酮衍生物在Hg2+检测中的应用
CN107973785A (zh) 一种用于检测银离子的荧光探针及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
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
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20191224

Address after: Room 316, building a, 1000 person plan chemical and Chemical Research Institute, No. 606, ningliu Road, Liuhe District, Nanjing, Jiangsu Province, 210047

Patentee after: Nanjing Aimu Material Technology Co., Ltd

Address before: 210044 Nanjing Ning Road, Jiangsu, No. six, No. 219

Patentee before: Nanjing University of Information Science and Technology

TR01 Transfer of patent right