CN105968003B - 一种柠檬酸酯类荧光化合物及其在汞离子检测的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种柠檬酸酯类荧光化合物，以二环己基碳二亚胺作催化剂，不仅可以活化羧基，起到活化作用，还可以作为缚水剂，吸收酯化反应过程中产生的水，使得反应向生成酯的方向进行；通过简单的制备方法、较低的温度和较短的时间就可以得到荧光强度较高的黄绿色的柠檬酸酯类荧光化合物，荧光量子产率可达5.0%。本发明还提供了该檬酸酯类荧光化合物在水体系汞离子检测的应用，可以灵敏的识别水体系中的汞离子，对环境监测具有重要的意义。

Description

一种柠檬酸酯类荧光化合物及其在汞离子检测的应用
技术领域
本发明属于材料化学技术领域，具体涉及一种柠檬酸酯类荧光化合物及其在汞离子检测的应用。
背景技术
荧光有机分子的激发光谱、发射光谱和荧光强度都与它们的结构密切相关。通常荧光有机分子的典型结构特征包括：(1)具有共轭结构体系，增加分子内共轭体系长度可提高荧光效率并使荧光红移；(2)具有刚性平面结构，增加分子共平面性和刚性的因素往往而使荧光增强；(3)最低的单线电子激发态S1为π-π*型；(4)取代基为给电子基团。目前绝大多数有机荧光分子的研究集中在具有共轭结构的有机分子方向——即含有典型荧光基团的有机化合物，相关荧光机理研究也较为充分。除了这一类含共轭体系的有机分子，发明人在实验过程中发现：酯可以作为连接共轭杂环及生色的官能团。但目前还未见到生成的酯类物质具有荧光性质的任何报道。
发明内容
本发明提供了一种柠檬酸酯类荧光化合物。
本发明的还提供了该柠檬酸酯类荧光化合物在水体系汞离子检测的应用。
本发明的技术方案如下：
一种柠檬酸酯类荧光化合物，是由以下步骤制备得到的：
1）氮气保护条件下将无水柠檬酸加至圆底烧瓶中，逐滴滴加有机溶剂并磁力搅拌，待无水柠檬酸溶解完全后加入二环己基碳二亚胺，二环己基碳二亚胺溶解完全后在25-40℃条件下反应30-90min，得初产物；
2）初产物过滤去除白色沉淀，旋转蒸发溶液去除有机溶剂，得橙色黏流状混合物；
3）向橙色黏流状混合物中加入丙酮，超声处理15-30min，过滤去除白色沉淀，所得橙色溶液20-30℃条件下旋转蒸发去除丙酮；
4）重复步骤3）数次，至加入丙酮后没有沉淀生成，20-30℃条件下旋转蒸发去除丙酮，即可制得柠檬酸酯类荧光化合物。
所述有机溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇和正丁醇中的一种。
所述无水柠檬酸与有机试剂的摩尔比为1：10-20。
所述无水柠檬酸与二环己基碳二亚胺摩尔比为1：0.15-1。
所述丙酮与有机溶剂的体积比为1：1。
所述柠檬酸酯类荧光化合物在水体系汞离子检测中的应用。
本发明的有益效果：本发明提供了一种由柠檬酸和醇类有机溶剂制备的柠檬酸酯类荧光化合物，以二环己基碳二亚胺作催化剂，不仅可以活化羧基，起到活化作用，还可以作为缚水剂，吸收酯化反应过程中产生的水，使得反应向生成酯的方向进行；通过简单的制备方法、较低的温度和较短的时间就可以得到荧光强度较高的黄绿色的柠檬酸酯类荧光化合物，荧光量子产率可达5.0%。
本发明还提供了该檬酸酯类荧光化合物在水体系汞离子检测的应用，目前环境水样中汞离子的测定主要采用等离子体发射光谱法和质谱法。但是这些方法操作复杂费时，本发明制备的柠檬酸酯类荧光化合物可以灵敏的识别水体系中的汞离子，对环境监测具有重要的意义。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的柠檬酸酯类荧光化合物的可见光吸收光谱，在420nm下的荧光激发光谱及在496nm荧光发射光谱；
图2为本发明实施例1制备的柠檬酸酯类荧光化合物在不同激发波长下的发射光谱；
由图可知激发波长为420nm，发射波长为496nm时，此时的发射波长最大；
图3为本发明实施例1制备的柠檬酸酯类荧光化合物的离子检测结果；
由图可知对汞离子的识别作用明显；
图4为本发明实施例1制备的柠檬酸酯类荧光化合物的产物表征图；
左图在紫外灯365nm照射下，右图在日光灯照射下。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施方式对本发明做进一步的详细说明，但不限于此。
实施例中所用的原料均为市售。
实施例1
一种柠檬酸酯类荧光化合物，是由以下步骤制备得到的：
1）氮气保护条件下将无水柠檬酸加至圆底烧瓶中，逐滴滴加甲醇并磁力搅拌，待无水柠檬酸溶解完全后加入二环己基碳二亚胺，二环己基碳二亚胺溶解完全后在40℃条件下反应30min，得初产物；
2）初产物过滤去除白色沉淀，旋转蒸发溶液去除甲醇，得橙色黏流状混合物；
3）向橙色黏流状混合物中加入丙酮，超声处理30min，过滤去除白色沉淀，所得橙色溶液20℃条件下旋转蒸发去除丙酮；
4）重复步骤3）数次，至加入丙酮后没有沉淀生成，20℃条件下旋转蒸发去除丙酮，即可制得柠檬酸酯类荧光化合物。
所述无水柠檬酸与有机试剂的摩尔比为1：10。
所述无水柠檬酸与二环己基碳二亚胺的摩尔比为1：1。
所述丙酮与甲醇的体积比为1：1。
所述柠檬酸酯类荧光化合物在水体系汞离子检测中的应用。
对本发明制备的柠檬酸酯类荧光化合物进行荧光测试：图1为本发明实施例1制备的柠檬酸酯类荧光化合物的可见光吸收光谱，在420nm下的荧光激发光谱及在496nm荧光发射光谱；图2为本发明实施例1制备的柠檬酸酯类荧光化合物在不同激发波长下的发射光谱；由图可知激发波长为420nm，发射波长为496nm时，此时的发射波长最大；以硫酸奎宁为参比物得到的柠檬酸酯类荧光化合物的荧光量子产率为5.0%；图3为本发明实施例1制备的柠檬酸酯类荧光化合物的离子检测结果；由图可知对汞离子的识别作用明显；图4为本发明实施例1制备的柠檬酸酯类荧光化合物的产物表征图；左图在紫外灯365nm照射下，右图在日光灯照射下。
实施例2
一种柠檬酸酯类荧光化合物，是由以下步骤制备得到的：
1）氮气保护条件下将无水柠檬酸加至圆底烧瓶中，逐滴滴加乙醇并磁力搅拌，待无水柠檬酸溶解完全后加入二环己基碳二亚胺，二环己基碳二亚胺溶解完全后在35℃条件下反应50min，得初产物；
2）初产物过滤去除白色沉淀，旋转蒸发溶液去除乙醇，得橙色黏流状混合物；
3）向橙色黏流状混合物中加入丙酮，超声处理25min，过滤去除白色沉淀，所得橙色溶液25℃条件下旋转蒸发去除丙酮；
4）重复步骤3）数次，至加入丙酮后没有沉淀生成，25℃条件下旋转蒸发去除丙酮，即可制得柠檬酸酯类荧光化合物。
所述无水柠檬酸与有机试剂的摩尔比为1：14。
所述无水柠檬酸与二环己基碳二亚胺的摩尔比为1：0.7。
所述丙酮与乙醇的体积比为1：1。
所述柠檬酸酯类荧光化合物在水体系汞离子检测中的应用。
以硫酸奎宁为参比物，本实施例制备的得到的柠檬酸酯类荧光化合物的荧光量子产率为4.3%。
实施例3
一种柠檬酸酯类荧光化合物，是由以下步骤制备得到的：
1）氮气保护条件下将无水柠檬酸加至圆底烧瓶中，逐滴滴加正丙醇并磁力搅拌，待无水柠檬酸溶解完全后加入二环己基碳二亚胺，二环己基碳二亚胺溶解完全后在30℃条件下反应70min，得初产物；
2）初产物过滤去除白色沉淀，旋转蒸发溶液去除正丙醇，得橙色黏流状混合物；
3）向橙色黏流状混合物中加入丙酮，超声处理20min，过滤去除白色沉淀，所得橙色溶液25℃条件下旋转蒸发去除丙酮；
4）重复步骤3）数次，至加入丙酮后没有沉淀生成，25℃条件下旋转蒸发去除丙酮，即可制得柠檬酸酯类荧光化合物。
所述无水柠檬酸与有机试剂的摩尔比为1：18。
所述无水柠檬酸与二环己基碳二亚胺的摩尔比为1：0.4。
所述丙酮与正丙醇的体积比为1：1。
所述柠檬酸酯类荧光化合物在水体系汞离子检测中的应用。
以硫酸奎宁为参比物，本实施例制备的得到的柠檬酸酯类荧光化合物的荧光量子产率为3.9%。
实施例4
一种柠檬酸酯类荧光化合物，是由以下步骤制备得到的：
1）氮气保护条件下将无水柠檬酸加至圆底烧瓶中，逐滴滴加正丁醇并磁力搅拌，待无水柠檬酸溶解完全后加入二环己基碳二亚胺，二环己基碳二亚胺溶解完全后在25℃条件下反应90min，得初产物；
2）初产物过滤去除白色沉淀，旋转蒸发溶液去除正丁醇，得橙色黏流状混合物；
3）向橙色黏流状混合物中加入丙酮，超声处理15min，过滤去除白色沉淀，所得橙色溶液30℃条件下旋转蒸发去除丙酮；
4）重复步骤3）数次，至加入丙酮后没有沉淀生成，30℃条件下旋转蒸发去除丙酮，即可制得柠檬酸酯类荧光化合物。
所述有机溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇和正丁醇中的一种。
所述无水柠檬酸与有机试剂的摩尔比为1：20。
所述无水柠檬酸与二环己基碳二亚胺的摩尔比为1：0.15。
所述丙酮与正丁醇的体积比为1：1。
所述柠檬酸酯类荧光化合物在水体系汞离子检测中的应用。
以硫酸奎宁为参比物，本实施例制备的得到的柠檬酸酯类荧光化合物的荧光量子产率为3.5%。
显然，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于所述技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (1)

1.一种柠檬酸酯类荧光化合物在汞离子检测的应用，其特征在于，所述柠檬酸酯类荧光化合物在水体系汞离子检测中的应用；
所述柠檬酸酯类荧光化合物，是由以下步骤制备得到的：
1）氮气保护条件下将无水柠檬酸加至圆底烧瓶中，逐滴滴加有机溶剂并磁力搅拌，待无水柠檬酸溶解完全后加入二环己基碳二亚胺，二环己基碳二亚胺溶解完全后在25-40℃条件下反应30-90min，得初产物；
所述有机溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇和正丁醇中的一种；
所述无水柠檬酸与有机试剂的摩尔比为1：10-20；
所述无水柠檬酸与二环己基碳二亚胺摩尔比为1：0.15-1；
2）初产物过滤去除白色沉淀，旋转蒸发溶液去除有机溶剂，得橙色黏流状混合物；
3）向橙色黏流状混合物中加入丙酮，超声处理15-30min，过滤去除白色沉淀，所得橙色溶液20-30℃条件下旋转蒸发去除丙酮；
所述丙酮与有机溶剂的体积比为1：1；
4）重复步骤3）数次，至加入丙酮后没有沉淀生成，20-30℃条件下旋转蒸发去除丙酮，即可制得柠檬酸酯类荧光化合物。
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