CN104892606A - 一种对冰毒和冰毒类似物有传感功能的荧光化合物及荧光传感薄膜的制备和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种对冰毒和冰毒类似物有传感功能的荧光化合物及荧光传感薄膜的制备和应用，属于荧光化合物制备技术领域。该荧光化合物中含有胆固醇片段和苝酐单元，胆固醇片段具有刚性骨架、多手性中心及强的范德华作用等优点，苝酐具有高的荧光量子产率，良好的光化学稳定性和强的π-π堆积作用，这些构筑单元使制备得到的荧光化合物同时具有超分子特性和极为丰富的组装行为。本发明制备的传感薄膜微观形貌可控，且稳定性好，灵敏度高，并可重复使用。有望通过器件化及与专用荧光检测平台的结合研制能够用于冰毒和冰毒类似物超灵敏气相探测的专用检测仪，为缉毒侦查工作提供技术支持。

Description

一种对冰毒和冰毒类似物有传感功能的荧光化合物及荧光传感薄膜的制备和应用
技术领域
本发明属于荧光化合物的制备及其传感薄膜制备技术领域，具体涉及一种对冰毒和冰毒类似物有传感功能的荧光化合物及荧光传感薄膜的制备和应用。
背景技术
在国际禁毒大势的压力下，海洛因等传统毒品从种植园地到消费市场都开始逐渐萎缩，但冰毒等新型毒品的“异军突起”，已让禁毒工作受到新的挑战。截止目前，冰毒已经跃居成为21世纪最为广泛滥用的毒品类型之一，严重危害着社会安定和个人的身心健康。冰毒是一类能令人上瘾的兴奋剂药品，具有直接对人体的大脑中枢神经系统产生强烈刺激和摧残，破坏人体的大脑组织。长期滥用或高剂量服用会导致患者出现被害妄想、幻觉，现代医学称之为苯丙胺精神病。以静脉注射方式滥用者还可引起各种感染合并症，最终导致死亡。截止目前，针对冰毒的检测方法主要有气相色谱-质谱联用技术，高效液相色谱法，免疫技术等，然而上述方法都存在明显的不足，譬如：这些方法主要是针对液相检测，不能实时、快速检测、仪器昂贵、灵敏度不高、耗时以及难于器件化等。除了这些方法之外，荧光薄膜传感器由于其高的灵敏度、选择性、响应信号丰富以及操作简单、对仪器要求较低等优点，越来越受到科研工作者的亲睐。
为了有效遏制毒品犯罪活动，发展一种快速、准确、灵敏的手段用于冰毒的现场检测，成为当今科研工作者以及公安部门的重大研究课题。
Cheng等人通过Suzuki偶联反应分别制备得到芴-二噻吩衍生物(FBT)和芴-噻吩的聚合物(PFT)两种传感材料，然后通过旋涂制备得到传感薄膜，利用化合物“键合诱导重原子效应减弱作用”导致与胺作用后产生荧光“Turn-on”现象，从而实现了对气相甲基苯丙胺的选择性检测，其检出限分别为1.9ppm和6.4ppm。但是由于该方法制备得到的薄膜不具备纳米薄膜传感器高比表面的优点，使得这一方法的灵敏度、响应速度、选择性等方面尚有不足，从而限制了其仪器化以及在现场毒品侦查工作中的应用。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明目的在于拟提供一种对冰毒和冰毒类似物有传感功能的荧光化合物及荧光传感薄膜的制备和应用，该荧光化合物的制备方法操作简单、稳定性好，经该荧光化合物制得的荧光薄膜在检测时具有灵敏度高、响应速度快等优点，能够有效应用于对冰毒和冰毒类似物N-甲基苯乙胺蒸汽的快速灵敏检测。
本发明所要解决的技术问题，通过以下技术方案来实现：
一种对冰毒和冰毒类似物有传感功能的荧光化合物，该荧光化合物的结构式如下：
R为H、CH3、(CH3)2CH、(CH3)2CHCH2、CH3CH2CH(CH3)、CH3SCH2CH2、CH3CH(OH)、C6H5CH2或HOC6H5CH2，所述冰毒类似物为N-甲基苯乙胺。
本发明还公开了一种对冰毒和冰毒类似物有传感功能的荧光化合物的制备方法，包括以下步骤：
1)制备化合物1
在氩气保护下，将烷基醇胺溶解在三氯甲烷中，室温下充分搅拌均匀后，冰浴下向体系中滴加胆固醇氯甲酸酯的三氯甲烷溶液，继续搅拌反应12～24小时，然后依次用水、稀酸溶液及水洗涤，再经干燥，得到化合物1；
2)制备化合物2
在氩气保护下，将苝酐与氨基烷基酸加入N-甲基吡咯烷酮中，回流反应4～7小时，然后过滤，滤饼依次用甲醇、乙酸、甲醇、乙醚洗涤，45～55℃下真空干燥18～28小时，得到化合物2；
3)制备化合物3
在氩气保护下，将化合物2加入甲苯中，再加入催化量的二氯亚砜，回流反应4小时，反应结束后除去过量的二氯亚砜和溶剂，制得化合物3；
4)制备对冰毒和冰毒类似物N-甲基苯乙胺有传感功能的荧光化合物
在氩气保护下，将化合物1及甲苯加入到步骤3)制得化合物3的体系中，搅拌均匀后，回流反应4～7小时，反应结束后，将反应混合液除去溶剂并进行柱色谱分离，制得对冰毒和冰毒类似物N-甲基苯乙胺有传感功能的荧光化合物。
步骤1)中胆固醇氯甲酸酯、烷基醇胺、与三氯甲烷的物质的量之比为1：(1～2)：(145～166)；所述稀酸溶液的浓度为0.01mol/L。
步骤2)中苝酐、氨基烷酸与N-甲基吡咯烷酮的物质的量之比为1：(2～3)：(40～50)。
步骤3)中化合物2、二氯亚砜和甲苯的物质的量之比为1：(10～15)：(130～165)。
步骤4)中化合物1、化合物3和甲苯的物质的量之比为1：(2～3)：(130～135)。
步骤4)柱色谱采用四氢呋喃：丙酮＝(20～100)：1的淋洗液进行洗脱分离。
本发明还公开了一种采用上述公开的荧光化合物制备荧光传感薄膜的方法，包括以下步骤：
1)将对冰毒和冰毒类似物N-甲基苯乙胺有传感功能的荧光化合物溶于三氯甲烷中，制成浓度为1×10-4mol/L的储备液；
2)将储备液和乙醇按1:8的体积比混合均匀后，旋涂于玻璃基体表面，静置0.5～6h，制得荧光传感薄膜。
所述玻璃基体在使用前经洁净、活化处理，具体操作为：
将玻璃板裁成4cm×0.5cm大小，浸没在新配制的铬酸溶液中2～3天，取出后用大量二次水冲洗干净，吹干后将其浸没在质量分数为98％H2SO4和质量分数为30％H2O2按3:1的体积比配成的混合溶液中，将该混合溶液加热至80～100℃，活化1～2小时，自然冷却至室温，冷却后用大量二次水冲洗，吹干，制得洁净的、活化玻璃基片。
本发明还公开了所述的荧光传感薄膜在制备荧光传感器件中的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明公开了一种对冰毒和冰毒类似物有传感功能的荧光化合物，该化合物中含有胆固醇片段和苝酐单元，胆固醇片段具有刚性骨架、多手性中心及强的范德华作用等优点，苝酐具有高的荧光量子产率，良好的光化学稳定性和强的π-π堆积作用，这些构筑单元使制备得到的荧光化合物同时具有超分子特性和极为丰富的组装行为。因此，用该荧光化合物制备的传感薄膜微观形貌可控，且稳定性好，灵敏度高，并可重复使用。有望通过器件化及与专用荧光检测平台的结合研制能够用于冰毒和冰毒类似物超灵敏气相探测的专用检测仪，为缉毒侦查工作提供技术支持。
本发明还公开了制备对冰毒和冰毒类似物有传感功能的荧光化合物的制备方法，该方法操作简单，原料易得，稳定性好，反应可控，环境友好，适合于批量生产。
本发明还公开了采用上述荧光化合物制备荧光传感薄膜的方法，是将苝酰亚胺胆固醇衍生物物理涂覆于玻璃基片表面，制得具有灵敏度高、响应速度快等优点的荧光传感薄膜，能够实现对冰毒和冰毒类似物N-甲基苯乙胺蒸汽的快速灵敏检测。
附图说明
图1为本发明制备的荧光传感薄膜和溶液中的激发-发射光谱图；
图2为本发明制备的荧光传感薄膜的扫描电镜照片；
图3为本发明制备的荧光传感薄膜在冰毒和冰毒类似物N-甲基苯乙胺蒸汽不同浓度下的荧光发射图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明的对冰毒和冰毒类似物有传感功能的荧光化合物可通过以下步骤来制备：
1)制备化合物1
在氩气保护下，将烷基醇胺溶解于三氯甲烷中，室温搅拌至溶液均一透明后，于冰浴下以1s/1d的速度向其中滴加胆固醇氯甲酸酯的三氯甲烷溶液，滴加完后，继续搅拌反应24小时，反应结束后水洗三次，稀酸洗三次，再用水洗三次，干燥，制备得白色固体化合物1，即胆固醇烷基醇胺。
其中，胆固醇氯甲酸酯、乙醇胺、三氯甲烷的物质的量之比为1：(1～2)：(145～166)。其反应方程式如下：
在氩气保护下，将苝酐与氨基烷酸加入N-甲基吡咯烷酮中，110℃下回流反应8～24小时，反应结束后过滤，滤饼依次用甲醇、乙酸、甲醇，最后用乙醚洗涤，50℃下真空干燥24小时，得到暗红色固体化合物2，即苝二酰亚胺-烷基酸。其中，苝酐、氨基烷酸、N-甲基吡咯烷酮的质量比为1：(2～3)：(40～50)。其反应方程式如下：
3)制备化合物3
将苝二酰亚胺-烷基酸加入到甲苯(或三氯甲烷)中，在氩气保护下，迅速向其中加入催化量的二氯亚砜，85℃(或60℃)下回流反应(4～12)小时，反应结束后旋干，除去过量的二氯亚砜和溶剂，所得到的深红色固体化合物3，即为苝二酰亚胺-烷基酰氯，该化合物不进行任何处理直接用于下一步反应。
其中苝二酰亚胺-烷基酸、二氯亚砜和甲苯(三氯甲烷)的物质的量之比为1：(10～15)：(130～165)。其反应方程式如下：
4)制备目标化合物
在氩气保护下，将胆固醇烷基醇胺和甲苯加入到上一步盛有化合物3的烧瓶中，搅拌使悬浊液均匀后，(85℃～95℃)下回流反应(5～12)小时，反应结束后将混合液除去溶剂，所得固体用四氢呋喃：丙酮＝(20～100)：1为洗脱剂进行柱色谱分离得到粉红色固体即目标产物。
其中，苝二酰亚胺-烷基酰氯、胆固醇烷基醇胺和甲苯的优选物质的量之比为1：(2～3)：(130～135)，其反应方程式如下：
步骤1)中合成胆固醇烷基醇胺时，胆固醇氯甲酸酯、乙醇胺、三氯甲烷的优选物质的量之比为1：1.2：147。
步骤2)中合成苝二酰亚胺-烷基酸时，苝酐、氨基烷酸、N-甲基吡咯烷酮的优选物质的量之比为1：2.4：41。
步骤3)中合成苝二酰亚胺-烷基酰氯时，甲苯为优选溶剂，苝二酰亚胺-烷基酸、二氯亚砜和甲苯的优选物质的量之比为1：12：130。
步骤4)中合成目标荧光化合物时，苝二酰亚胺-烷基酰氯、胆固醇烷基醇胺、甲苯的优选物质的量之比为1：2.4：130。柱色谱分离所用洗脱剂为四氢呋喃：丙酮＝20：1。
本发明还公开了用制得的荧光化合物制备荧光传感薄膜的方法，包括以下步骤：
将化合物4溶于三氯甲烷中，制备成不同浓度的储备液，储备液和乙醇按不同体积比混合均匀，取(5μL～30μL)储备液均匀旋涂于洁净的、活化的玻璃基片表面，室温静置0.5～6小时，50℃下真空干燥24小时，取出，制备得到荧光传感薄膜，密封备用。
经优选，将化合物4溶于三氯甲烷中，制备成浓度为1×10-4mol/L的储备液，储备液和乙醇按体积比1：8混合均匀，取20μL储备液均匀旋涂于洁净的、活化的玻璃基片表面，室温静置3小时，50℃下真空干燥24小时，取出，制备得到荧光传感薄膜，密封备用。
上述活化玻璃基片的方法是：
将玻璃板裁成4cm×0.5cm大小，浸没在新配置的铬酸溶液中2-3天，取出，用大量二次水冲洗干净，吹干后将其浸没在98％H2SO4(30mL)和30％H2O2(10mL)的混合溶液中，加热洗液至80～100℃，活化1～2小时，自然冷却至室温，冷却后用大量二次水冲洗，吹干备用。
实施例1
1)在氩气保护下，将0.43g乙醇胺溶解于10mL三氯甲烷中，室温搅拌至溶液呈均一透明后，于冰浴下以1s/1d的速度向其中滴加胆固醇氯甲酸酯的三氯甲烷(2.72g溶解于60mL三氯甲烷中)溶液，滴加完后，继续搅拌反应24小时，反应结束后水洗三次，稀酸洗三次，再用水洗三次，干燥，制备得白色固体，即胆固醇乙醇胺。其中，胆固醇氯甲酸酯、乙醇胺、三氯甲烷的物质的量之比为1：1.2：147。其中，m的取值为2。
2)在氩气保护下，将2.46g苝酐与2.86g 12-氨基十二酸加入25mL的N-甲基吡咯烷酮中，110℃下回流反应24小时，反应结束后过滤，滤饼依次用甲醇、乙酸、甲醇，最后用乙醚洗涤，50℃下真空干燥24小时，得到暗红色固体苝二酰亚胺-氨基烷酸。其中，苝酐、12-氨基十二酸、N-甲基吡咯烷酮的物质的量之比为1：2.4：41。其中，n的取值为11，R为H。
3)将2.29g苝二酰亚胺-十二酸加入到40mL甲苯中，在氩气保护下，迅速向其中加入2.54mL催化量的二氯亚砜，85℃下回流反应4小时，反应结束后旋干，除去过量的二氯亚砜和溶剂，所得到的深红色固体即为苝二酰亚胺-十二酰氯，该化合物不进行任何处理直接用于下一步反应。其中苝二酰亚胺-十二酸、二氯亚砜和甲苯的物质的量之比为1：12：130。其中，n的取值为11，R为H。
4)在氩气保护下，将3.31g胆固醇乙醇胺和40mL甲苯加入到上一步盛有化合物3的烧瓶中，搅拌使悬浊液均匀后，85℃下回流反应5小时，反应结束后将混合液除去溶剂，所得固体用四氢呋喃：丙酮＝20：1为洗脱剂进行柱色谱分离得到粉红色固体即目标产物，其中化合物3、胆固醇乙醇胺的物质的量之比为1：2.4：130，其中，m的取值为2，n的取值为11，R为H。
制得的荧光化合物的核磁氢谱数据为：1H NMR(600MHz,CDCl3,δ):8.66-8.67(4H,d,perylene),8.58-8.59(4H,d,perylene),5.35-5.36(1H,t,-C＝CH),4.86-4.87(1H,t,-CONH),4.47-4.51(1H,m,-OCH-),4.19-4.21(2H,t,-COOCH2),4.14-4.15(2H,t,-CH2N(CO)2),3.44(2H,d,-CH2NHCO),0.66-2.36(64H,m,chol)。红外光谱数据为IR(KBr,cm-1)：2927,2850(-CH2-),1770,1690(imide),1657(C＝O),1593(C＝C),742(imide)。
参见图1，为本实施例制得的荧光化合物及薄膜的激发-发射光谱图，其中Ex(a)、Em(a)分别为荧光化合物在三氯甲烷中的激发、发射光谱，Ex(b)、Em(b)分别为薄膜的激发、发射光谱，从图中可看出，其薄膜的最大激发波长为467nm,发射波长为678nm,Stokes位移可达211nm。
参见图2，为本实施例制得的化合物制得的荧光薄膜的扫描电镜图，由图可知，胆固醇以及长链脂肪酸的引入促使薄膜形成纤维状网络结构，这极大地增加了薄膜的表面积，为快速灵敏传感奠定了坚实的基础，而良好的通透性又为传感的可逆性提供了有力的保证。
参见图3为本实施例制得的薄膜对不同浓度的冰毒和冰毒类似物N-甲级苯乙胺的传感图。所测N-甲级苯乙胺的浓度分别为6.8ppm、13.6ppm、20.4ppm、27.2ppm、34.0ppm图中曲线a为空白，曲线b是N-甲级苯乙胺气体浓度为6.8ppm的荧光发射强度曲线，曲线c是N-甲级苯乙胺气体浓度为13.6ppm的荧光发射强度曲线,曲线d是N-甲级苯乙胺气体浓度为20.4ppm的荧光发射强度曲线，曲线e是N-甲级苯乙胺气体浓度为27.2ppm的荧光发射强度曲线,曲线f是N-甲级苯乙胺气体浓度为34.0ppm的荧光发射强度曲线,说明该薄膜对病毒类似物N-甲级苯乙胺的检测有很高的灵敏度。
实施例2
以制备乙醇胺和12-氨基十二酸为连接臂的苝二酰亚胺N-胆固醇基乙醇胺衍生物的荧光传感薄膜为例，其制备方法如下：
1)在氩气保护下，将0.37g乙醇胺溶解于10mL三氯甲烷中，室温搅拌至溶液呈均一透明后，于冰浴下以1s/1d的速度向其中滴加胆固醇氯甲酸酯的三氯甲烷(2.72g溶解于60mL三氯甲烷中)溶液，滴加完后，继续搅拌反应24小时，反应结束后水洗三次，稀酸洗三次，再用水洗三次，干燥，制备得白色固体，即胆固醇乙醇胺。其中，胆固醇氯甲酸酯、乙醇胺、三氯甲烷的物质的量之比为1：1：147。其反应方程式如下：
其中，m的取值为2。
2)在氩气保护下，将2.46g苝酐与2.70g氨基烷酸加入25mL的N-甲基吡咯烷酮中，110℃下回流反应24小时，反应结束后过滤，滤饼依次用甲醇、乙酸、甲醇，最后用乙醚洗涤，50℃下真空干燥24小时，得到暗红色固体苝二酰亚胺-氨基烷酸。其中，苝酐、氨基烷酸、N-甲基吡咯烷酮的物质的量之比为1：2：41。其反应方程式如下：
其中，n的取值为11，R为氢。
3)将2.29g苝二酰亚胺-十二酸加入到40mL甲苯中，在氩气保护下，迅速向其中加入2.13mL催化量的二氯亚砜，85℃下回流反应4小时，反应结束后旋干，除去过量的二氯亚砜和溶剂，所得到的深红色固体即为苝二酰亚胺-十二酰氯，该化合物不进行任何处理直接用于下一步反应。其中苝二酰亚胺-十二酸、二氯亚砜和甲苯的物质的量之比为1：10：130。其反应方程式如下：
其中，n的取值为11。
4)在氩气保护下，将2.76g胆固醇乙醇胺和40mL甲苯加入到上一步盛有化合物3的烧瓶中，搅拌使悬浊液均匀后，85℃下回流反应5小时，反应结束后将混合液除去溶剂，所得固体用四氢呋喃：丙酮＝20：1为洗脱剂进行柱色谱分离得到粉红色固体即目标产物，其中，化合物3、胆固乙醇胺、甲苯的物质的量之比为1：2：130，其反应方程式如下：
其中，m的取值为2，n的取值为11，R为H。
5)一种对冰毒和冰毒类似物N-甲基苯乙胺有传感功能的荧光传感薄膜的制备方法包括以下几个步骤：
将化合物4溶于三氯甲烷中，制备成浓度为1×10-4mol/L储备液，将储备液和乙醇按体积比1：8混合均匀，然后将其均匀旋涂于洁净的、活化的玻璃基片表面，室温静置1小时，50℃下真空干燥24小时，取出，制备得到荧光传感薄膜，密封备用。
上述活化玻璃基片的方法是：
将玻璃板裁成4cm×0.5cm大小，浸没在新配置的铬酸溶液中2-3天，取出，用大量二次水冲洗干净，吹干后将其浸没在98％H2SO4(30mL)和30％H2O2(10mL)的混合溶液中，加热洗液至80～100℃，活化1～2小时，自然冷却至室温，冷却后用大量二次水冲洗，吹干备用。
实施例3
1)在氩气保护下，将0.74g乙醇胺溶解于10mL三氯甲烷中，室温搅拌至溶液呈均一透明后，于冰浴下以1s/1d的速度向其中滴加胆固醇氯甲酸酯的三氯甲烷(2.72g溶解于60mL三氯甲烷中)溶液，滴加完后，继续搅拌反应24小时，反应结束后水洗三次，稀酸洗三次，再用水洗三次，干燥，制备得白色固体，即胆固醇乙醇胺。其中，胆固醇氯甲酸酯、乙醇胺、三氯甲烷的物质的量之比为1：2：147。其中，m的取值为2。
2)在氩气保护下，将2.46g苝酐与4.05g氨基烷酸加入30mL的N-甲基吡咯烷酮中，110℃下回流反应24小时，反应结束后过滤，滤饼依次用甲醇、乙酸、甲醇，最后用乙醚洗涤，50℃下真空干燥24小时，得到暗红色固体苝二酰亚胺-氨基烷酸。其中，苝酐、氨基烷酸、N-甲基吡咯烷酮的质量比为1：3：41。其中，n的取值为11，R为H。
3)将2.29g苝二酰亚胺-十二酸加入到40mL甲苯中，在氩气保护下，迅速向其中加入5.20mL催化量的二氯亚砜，85℃下回流反应4小时，反应结束后旋干，除去过量的二氯亚砜和溶剂，所得到的深红色固体即为苝二酰亚胺-十二酰氯，该化合物不进行任何处理直接用于下一步反应。其中苝二酰亚胺-十二酸、二氯亚砜和甲苯的质量比为1：15：130。其中，n的取值为11，R为H。
4)在氩气保护下，将4.14g胆固醇乙醇胺和40mL甲苯加入到上一步盛有化合物3的烧瓶中，搅拌使悬浊液均匀后，85℃下回流反应5小时，反应结束后将混合液除去溶剂，所得固体用四氢呋喃：丙酮＝20：1为洗脱剂进行柱色谱分离得到粉红色固体即目标产物，其中，化合物3、胆固醇乙醇胺、甲苯的物质的量之比为1：3：130，其反应方程式如下：
其中，m的取值为2，n的取值为11，R为H。
实施例4
1)在氩气保护下，将0.43g乙醇胺溶解于15mL三氯甲烷中，室温搅拌至溶液呈均一透明后，于冰浴下以1s/1d的速度向其中滴加胆固醇氯甲酸酯的三氯甲烷(2.72g溶解于60mL三氯甲烷中)溶液，滴加完后，继续搅拌反应24小时，反应结束后水洗三次，稀酸洗三次，再用水洗三次，干燥，制备得白色固体，即胆固醇乙醇胺。其中，胆固醇氯甲酸酯、乙醇胺、三氯甲烷的物质的量之比为1：1.2：156。
2)在氩气保护下，将2.46g苝酐与2.865g氨基烷酸加入30mL的N-甲基吡咯烷酮中，110℃下回流反应24小时，反应结束后过滤，滤饼依次用甲醇、乙酸、甲醇，最后用乙醚洗涤，50℃下真空干燥24小时，得到暗红色固体苝二酰亚胺-氨基烷酸。其中，苝酐、氨基烷酸、N-甲基吡咯烷酮的物质的量之比为1：2.4：49.5。其中，n的取值为11，R为H。
3)将2.29g苝二酰亚胺-十二酸加入到50mL甲苯中，在氩气保护下，迅速向其中加入2.54mL催化量的二氯亚砜，85℃下回流反应4小时，反应结束后旋干，除去过量的二氯亚砜和溶剂，所得到的深红色固体即为苝二酰亚胺-十二酰氯，该化合物不进行任何处理直接用于下一步反应。其中苝二酰亚胺-十二酸、二氯亚砜和甲苯的物质的量之比为1：12：130。其中，n的取值为11，R为H。
4)在氩气保护下，将3.31g胆固醇乙醇胺和50mL甲苯加入到上一步盛有化合物3的烧瓶中，搅拌使悬浊液均匀后，85℃下回流反应5小时，反应结束后将混合液除去溶剂，所得固体用四氢呋喃：丙酮＝20：1为洗脱剂进行柱色谱分离得到粉红色固体即目标产物，其中化合物3、胆固醇乙醇胺的物质的量之比为1：2.4：130，其中，m的取值为2，n的取值为11，R为H。
实施例5
本实施例一种对冰毒和冰毒类似物N-甲基苯乙胺有传感功能的荧光传感薄膜的制备方法由以下步骤组成：
在实施例1步骤1中，在氩气保护下，将0.55g正丙醇胺溶解于15mL三氯甲烷中，室温搅拌至溶液呈均一透明后，于冰浴下以1s/1d的速度向其中滴加胆固醇氯甲酸酯的三氯甲烷(2.72g溶解于60mL三氯甲烷中)溶液。其中，胆固醇氯甲酸酯、正丙醇胺、三氯甲烷的物质的量之比为1：1.2：147。
在实施例1步骤4中，在氩气保护下，将3.41g胆固醇丙醇胺和40mL甲苯加入到上一步盛有化合物3的烧瓶中，搅拌使悬浊液均匀后，85℃下回流反应5小时，反应结束后将混合液除去溶剂，所得固体用四氢呋喃：丙酮＝20：1为洗脱剂进行柱色谱分离得到粉红色固体即目标产物，其中化合物3、胆固醇丙醇胺的物质的量之比为1：2.4：130，其中，m的取值为3，n的取值为11，R为H。
其它步骤与实施例1相同，制备得到荧光传感薄膜。
实施例6
本实施例一种对冰毒和冰毒类似物N-甲基苯乙胺有传感功能的荧光传感薄膜的制备方法由以下步骤组成：
在实施例1步骤1中，在氩气保护下，将0.65g正丁醇胺溶解于15mL三氯甲烷中，室温搅拌至溶液呈均一透明后，于冰浴下以1s/1d的速度向其中滴加胆固醇氯甲酸酯的三氯甲烷(2.72g溶解于60mL三氯甲烷中)溶液。其中，胆固醇氯甲酸酯、正丁醇胺、三氯甲烷的物质的量之比为1：1.2：147。
在实施例1步骤4中，在氩气保护下，将3.41g胆固醇丁醇胺和40mL甲苯加入到上一步盛有化合物3的烧瓶中，搅拌使悬浊液均匀后，85℃下回流反应5小时，反应结束后将混合液除去溶剂，所得固体用四氢呋喃：丙酮＝20：1为洗脱剂进行柱色谱分离得到粉红色固体即目标产物，其中化合物3、胆固醇丙醇胺的物质的量之比为1：2.4：130，其中，m的取值为3，n的取值为11，R为H。
其它步骤与实施例1相同，制备得到传感薄膜。
实施例7
本实施例一种对冰毒和冰毒类似物N-甲基苯乙胺有传感功能的荧光传感薄膜的制备方法由以下步骤组成：
在实施例1步骤1中，在氩气保护下，将0.85g正己醇胺溶解于15mL三氯甲烷中，室温搅拌至溶液呈均一透明后，于冰浴下以1s/1d的速度向其中滴加胆固醇氯甲酸酯的三氯甲烷(2.72g溶解于60mL三氯甲烷中)溶液。其中，胆固醇氯甲酸酯、正己醇胺、三氯甲烷的物质的量之比为1：1.2：147。
在实施例1步骤4中，在氩气保护下，将3.70g胆固醇己醇胺和40mL甲苯加入到上一步盛有化合物3的烧瓶中，搅拌使悬浊液均匀后，85℃下回流反应5小时，反应结束后将混合液除去溶剂，所得固体用四氢呋喃：丙酮＝20：1为洗脱剂进行柱色谱分离得到粉红色固体即目标产物，其中化合物3、胆固醇丙醇胺的物质的量之比为1：2.4：130，其中，m的取值为3，n的取值为11，R为H。
其它步骤与实施例1相同，制备得到传感薄膜。
实施例8
本实施例一种对冰毒和冰毒类似物N-甲基苯乙胺有传感功能的荧光传感薄膜的制备方法由以下步骤组成：
在实施例1步骤1中，在氩气保护下，将1.46g正-十二-醇胺溶解于15mL三氯甲烷中，室温搅拌至溶液呈均一透明后，于冰浴下以1s/1d的速度向其中滴加胆固醇氯甲酸酯的三氯甲烷(2.72g溶解于60mL三氯甲烷中)溶液。其中，胆固醇氯甲酸酯、正-十二-醇胺、三氯甲烷的质量比为1：1.2：147。
在实施例1步骤4中，在氩气保护下，将4.29g胆固醇十二醇胺和40mL甲苯加入到上一步盛有化合物3的烧瓶中，搅拌使悬浊液均匀后，85℃下回流反应5小时，反应结束后将混合液除去溶剂，所得固体用四氢呋喃：丙酮＝20：1为洗脱剂进行柱色谱分离得到粉红色固体即目标产物，其中化合物3、胆固醇丙醇胺的物质的量之比为1：2.4：130，其中，m的取值为3，n的取值为11，R为H。
其它步骤与实施例1相同，制备得到传感薄膜。
实施例9
本实施例一种对冰毒和冰毒类似物N-甲基苯乙胺有传感功能的荧光传感薄膜的制备方法由以下步骤组成：
在实施例1步骤2中，在氩气保护下，将2.46g苝酐与1.55g 3-氨基丙酸加入25mL的N-甲基吡咯烷酮中，110℃下回流反应24小时，反应结束后过滤，滤饼依次用甲醇、乙酸、甲醇，最后用乙醚洗涤，50℃下真空干燥24小时，得到暗红色固体苝二酰亚胺-丙酸。其中，苝酐、3-氨基丙酸、N-甲基吡咯烷酮的质量比为1：2.4：41。
其它步骤与实施例1相似，制备得到传感薄膜。
实施例10
本实施例一种对冰毒和冰毒类似物N-甲基苯乙胺有传感功能的荧光传感薄膜的制备方法由以下步骤组成：
在实施例1步骤2中，在氩气保护下，将2.46g苝酐与1.76g 4-氨基丁酸加入25mL的N-甲基吡咯烷酮中，110℃下回流反应24小时，反应结束后过滤，滤饼依次用甲醇、乙酸、甲醇，最后用乙醚洗涤，50℃下真空干燥24小时，得到暗红色固体苝二酰亚胺-丙酸。其中，苝酐、4-氨基丁酸、N-甲基吡咯烷酮的物质的量之比为1：2.4：41。
其它步骤与实施例1相似，制备得到传感薄膜。
实施例11
本实施例一种对冰毒和冰毒类似物N-甲基苯乙胺有传感功能的荧光传感薄膜的制备方法由以下步骤组成：
在实施例1步骤2中，在氩气保护下，将2.46g苝酐与0.98g 6-氨基己酸加入25mL的N-甲基吡咯烷酮中，110℃下回流反应24小时，反应结束后过滤，滤饼依次用甲醇、乙酸、甲醇，最后用乙醚洗涤，50℃下真空干燥24小时，得到暗红色固体苝二酰亚胺-丙酸。其中，苝酐、6-氨基己酸、N-甲基吡咯烷酮的物质的量之比为1：1.2：41。
其它步骤与实施例1相似，制备得到传感薄膜。
实施例12
本实施例一种对冰毒和冰毒类似物N-甲基苯乙胺有传感功能的荧光传感薄膜的制备方法由以下步骤组成：
在实施例1步骤2中，在氩气保护下，将2.46g苝酐与3.45g 12-氨基十二烷酸加入25mL的N-甲基吡咯烷酮中，110℃下回流反应24小时，反应结束后过滤，滤饼依次用甲醇、乙酸、甲醇，最后用乙醚洗涤，50℃下真空干燥24小时，得到暗红色固体苝二酰亚胺-丙酸。其中，苝酐、12-氨基十二酸、N-甲基吡咯烷酮的物质的量之比为1：2.6：41。
其它步骤与实施例1相似，制备得到荧光传感薄膜。
发明人采用实施例1中合成的12-氨基十二酸为连接臂的苝酰亚胺-胆固醇乙醇胺衍生物进行了大量探索实验，发现其制得的薄膜能够实现对冰毒和冰毒类似物N-甲基苯乙胺的灵敏检测。
综合以上实验可知，由本发明制备的传感薄膜荧光量子产率高，稳定性好，且具有纤维状的微观形貌，其大的表面积和良好的通透性为N-甲级苯乙胺的灵敏响应提供了可能；因此，对N-甲级苯乙胺气体的检测具有很高的灵敏度，有望在现实缉毒工作中获得潜在应用。因此，本发明提供了一种具有良好自组装能力的传感材料，通过可控组装得到具有纳米结构的传感薄膜，从而使其传感性能得到进一步优化。本发明对于冰毒的高灵敏气相探测具有重要的意义。

Claims (10)

1.一种对冰毒和冰毒类似物有传感功能的荧光化合物，其特征在于，该荧光化合物的结构式如下：
CH3CH(OH)、C6H5CH2或HOC6H5CH2，所述冰毒类似物为N-甲基苯乙胺。
2.一种对冰毒和冰毒类似物有传感功能的荧光化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)制备化合物1
在氩气保护下，将烷基醇胺溶解在三氯甲烷中，室温下充分搅拌均匀后，冰浴下向体系中滴加胆固醇氯甲酸酯的三氯甲烷溶液，继续搅拌反应12～24小时，然后依次用水、稀酸溶液及水洗涤，再经干燥，得到化合物1；
2)制备化合物2
在氩气保护下，将苝酐与氨基烷基酸加入N-甲基吡咯烷酮中，回流反应4～7小时，然后过滤，滤饼依次用甲醇、乙酸、甲醇、乙醚洗涤，45～55℃下真空干燥18～28小时，得到化合物2；
3)制备化合物3
在氩气保护下，将化合物2加入甲苯中，再加入催化量的二氯亚砜，回流反应4小时，反应结束后除去过量的二氯亚砜和甲苯，制得化合物3；
4)制备对冰毒和冰毒类似物N-甲基苯乙胺有传感功能的荧光化合物
在氩气保护下，将化合物1及甲苯加入到步骤3)制得化合物3的体系中，搅拌均匀后，回流反应4～7小时，反应结束后，将反应混合液除去溶剂并进行柱色谱分离，制得对冰毒和冰毒类似物N-甲基苯乙胺有传感功能的荧光化合物。
3.根据权利要求2所述的一种对冰毒和冰毒类似物有传感功能的荧光化合物的制备方法，其特征在于，步骤1)中胆固醇氯甲酸酯、烷基醇胺、与三氯甲烷的物质的量之比为1：(1～2)：(145～166)；所述稀酸溶液的浓度为0.01mol/L。
4.根据权利要求2所述的一种对冰毒和冰毒类似物有传感功能的荧光化合物的制备方法，其特征在于，步骤2)中苝酐、氨基烷酸与N-甲基吡咯烷酮的物质的量之比为1：(2～3)：(40～50)。
5.根据权利要求2所述的一种对冰毒和冰毒类似物有传感功能的荧光化合物的制备方法，其特征在于，步骤3)中化合物2、二氯亚砜和甲苯的物质的量之比为1：(10～15)：(130～165)。
6.根据权利要求2所述的一种对冰毒和冰毒类似物有传感功能的荧光化合物的制备方法，其特征在于，步骤4)中化合物1、化合物3和甲苯的物质的量之比为1：(2～3)：(130～135)。
7.根据权利要求2所述的一种对冰毒和冰毒类似物有传感功能的荧光化合物的制备方法，其特征在于，步骤4)柱色谱采用四氢呋喃：丙酮＝(20～100)：1的淋洗液进行洗脱分离。
8.一种采用权利要求1所述的荧光化合物制备荧光传感薄膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将对冰毒和冰毒类似物N-甲基苯乙胺有传感功能的荧光化合物溶于三氯甲烷中，制成浓度为1.0×10-4mol/L的储备液；
2)将储备液和乙醇按1:8的体积比混合均匀后，旋涂于玻璃基体表面，静置0.5～6h，制得荧光传感薄膜。
9.根据权利要求8所述的制备荧光传感薄膜的方法，其特征在于，所述玻璃基体在使用前经洁净、活化处理，具体操作为：
将玻璃板裁成4cm×0.5cm大小，浸没在新配制的铬酸溶液中2～3天，取出后用大量二次水冲洗干净，吹干后将其浸没在质量分数为98％H2SO4和质量分数为30％H2O2按3:1的体积比配成的混合溶液中，将该混合溶液加热至80～100℃，活化1～2小时，自然冷却至室温，冷却后用大量二次水冲洗，吹干，制得洁净的、活化玻璃基片。
10.权利要求8或9所述的荧光传感薄膜在制备荧光传感器件中的应用。
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