CN106770080A - 一种Pd2+检测试剂及其合成方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种Pd²⁺检测试剂及其合成方法和应用，所述检测试剂为(E)‑4‑(二苯基氨基)苯甲醛O‑丙‑2‑炔‑1‑基肟化合物与甲烷(1:2)。试剂合成方法：以三苯胺和氯化氧磷为原料，制得4‑(N，N‑二苯氨基)苯甲醛；再与盐酸羟胺反应制得4‑(N，N‑二苯氨基)苯甲醛肟；加入溴丙炔制得(E)‑4‑(二苯基氨基)苯甲醛O‑丙‑2‑炔‑1‑基肟化合物与甲烷(1:2)。检测Pd²⁺的方法：在含有(E)‑4‑(二苯基氨基)苯甲醛O‑丙‑2‑炔‑1‑基肟化合物与甲烷(1:2)的pH7.4的HEPES缓冲溶液中，通过荧光分光光度计定量检测Pd²⁺的含量。本发明检测Pd²⁺的方法，在纯水相中进行，且选择性好、灵敏度高、检测过程简便、快速，检测结果准确。

Description

一种Pd2+检测试剂及其合成方法和应用

技术领域

本发明涉及Pd²⁺的检测技术，具体涉及(E)-4-(二苯基氨基)苯甲醛O-丙-2-炔-1-基肟化合物与甲烷(1:2)(TP1)及其合成方法，以及TP1作为试剂在检测Pd²⁺中的应用。

背景技术

钯作为一种稀有的铂族元素，其在科学研究和工业生产中的重要意义，如牙科、燃料电池、不饱和烃加氢和珠宝首饰等，在科学研究和工业生产中也得到了广泛的关注,是航天、航空等高科技领域以及汽车制造业不可缺少的关键材料。然而，残留的钯往往会通过各种方式进入环境，包括土壤，植物和河流。在这种情况下，少量的钯可能通过皮肤吸收或食物和水的摄入而进入我们身体。它对人体健康有严重的危害，如导致过敏反应、严重的原发性皮肤病和眼部疾病等。主要原因是钯可以攻击细胞的生物大分子，如含有氨基酸、蛋白巯基、DNA等，这会干扰细胞的正常生理过程。

目前已报道的用于检测Pd²⁺的检测方法有原子吸收光谱法(AAS)，高效液相色谱法与固相微萃取、电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP/OES)和X射线荧光，通常需要昂贵的仪器和复杂的样品前处理，从而限制了它的应用。与它们相比，因为荧光标记法成本低廉，非破坏性和实时性的特点，已得到了广泛使用。基于此发展一种检测过程简单、灵敏、成本低、适合临床、科研使用的检测Pd²⁺的方法非常必要。

发明内容：

本发明的目的是提供一种Pd²⁺检测试剂及其合成方法，以及将该检测试剂用于定量检测Pd²⁺，而且检测时在水相中进行、选择性高、灵敏度高、速度快。

本发明提供的Pd²⁺检测试剂是(E)-4-(二苯基氨基)苯甲醛O-丙-2-炔-1-基肟化合物与甲烷(1:2)化合物(TP1)，英文名：(E)-4-(diphenylamino)benzaldehyde O-prop-2-yn-1-yloxime compound with methane(1:2)，结构式为：

(E)-4-(二苯基氨基)苯甲醛O-丙-2-炔-1-基肟化合物与甲烷(1:2)化合物的合成方法，步骤为：

(1)将三苯胺和氯化氧磷完全溶解于DMF中，搅拌；向混合物中倒入冰水，用氢氧化钠 中和，过滤；粗产物通过硅胶柱纯化，得到4-(N，N-二苯氨基)苯甲醛；

(2)向4-(N，N-二苯氨基)苯甲醛中加入盐酸羟胺和醋酸钠，搅拌，减压蒸馏，硅胶柱层析纯化，得到4-(N，N-二苯氨基)苯甲醛肟；

(3)将4-(N，N-二苯氨基)苯甲醛肟和氢化钠完全溶解于四氢呋喃中，搅拌，随后加入溴丙炔，搅拌，萃取，收集有机层，减压蒸馏和柱色谱分离得到淡黄色固体，即得到Pd²⁺检测试剂TP1。

本发明提供的一种快速检测Pd²⁺的方法，是基于TP1化合物，在pH为7.4的HEPES溶液中定量地检测Pd²⁺的含量；具体步骤为：

(1)、配制pH＝7.4、浓度为10mM的HEPES缓冲溶液，配制2mM的TP1的乙醇溶液；

(2)、将2000μL pH 7.4的HEPES缓冲溶液和1μL TP1的乙醇溶液加到干净的荧光比色皿中，在荧光分光光度仪上检测，随着待测样的加入，423nm的荧光强度逐渐减弱；

(3)、将2000μL pH 7.4的HEPES缓冲溶液和1μL TP1的乙醇溶液加到另外七个荧光比色皿中，分别再加入体积为1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0μL的Pd²⁺溶液，在荧光分光光度仪上测定423nm对应的荧光强度F为7125、6429、5026、3833、2680、1835、1085、365，以Pd²⁺浓度为横坐标，以相对荧光强度F-F₀为纵坐标绘制图，F₀＝7129，得到Pd²⁺浓度的工作曲线；线性回归方程为：F-F₀＝7129.5833-1014.9881c，c的单位为μM；

(4)、将2000μL pH 7.4的HEPES缓冲溶液和1μL TP1的乙醇溶液加到干净的荧光比色皿中，用微量进样器吸取VμL待测样品溶液，加入到此干净的荧光比色皿中，在荧光分光光度仪上检测，将测得的荧光强度代入步骤(3)的线性回归方程，得到浓度c，待测样品C_待测样＝2000μL×c×10^-6/VμL，即可求得Pd²⁺的浓度。

该检测方法对Pd²⁺显示了高的灵敏性和选择性，检测过程在水相中进行，简便、快速，检测结果准确。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和效果：1、检测体系成本低廉，合成简单；2、本发明的检测方法，在纯水相中进行，对Pd²⁺显示了高的灵敏性和选择性；3、检测手段简单，只需要借助荧光分光光度仪即可实现。

附图说明：

图1实施例1制备的TP1化合物的核磁氢谱图

图2实施例1制备的TP1化合物的核磁碳谱图

图3实施例1制备的TP1化合物的质谱图

图4实施例2TP1化合物与Pd²⁺作用的荧光发射图

图5实施例3TP1化合物与各种分析物的荧光柱状图

图6实施例4测定Pd²⁺的工作曲线

图7测定样品的荧光发射图

具体实施方式：

实施例1TP1化合物的制备及表征

将三苯胺(4.9g，0.005mol)和氯化氧磷(30g，0.2mol)完全溶解于50毫升DMF，1小时后，向混合物中倒入冰水，用20％的氢氧化钠中和后过滤；粗产物通过硅胶柱层析纯化(氯仿:石油醚＝1:3作为洗脱剂)，产率85％；

将4-(N，N-二苯氨基)苯甲醛(1.6克，6毫摩尔)溶解于二氯甲烷(25毫升)中，随后加入溶解于75ml乙醇中的盐酸羟胺(1.6克，24毫摩尔)和醋酸钠(2.4克，30毫摩尔)，该混合物在室温下搅拌3小时，并减压蒸馏，粗产物经硅胶柱层析纯化(CH₂Cl₂作为洗脱剂)得到白色固体，产率85％；

将4-(N，N-二苯氨基)苯甲醛肟(46毫克，0.16毫摩尔)和氢化钠(8毫克，0.2毫摩尔)溶解于四氢呋喃(2毫升)并在0℃下搅拌30min；随后向混合物中加入1ml溶解于四氢呋喃的溴丙炔；搅拌1小时，在室温下，用水(10毫升)和乙酸乙酯(30毫升)萃取；收集有机层并用无水硫酸镁干燥，真空减压蒸馏和柱色谱层析纯化(正己烷/乙酸乙酯＝2:1作为洗脱剂)，得到淡黄色固体TP1化合物，产率：90％。

¹H NMR(600MHz,25℃,CDCl₃-d₆):δ8.08(s,1H),7.47(d,2H,J＝12,7.31(m,4H),7.25(m,6H),7.14(m,6H),4.77(d,2H),2.52(s,1H)(图1)；¹³C NMR(150MHz,DMSO-d₆):δ149.9,147.7,130.15,125.41,124.13,121.97,80.69,77.66,61.61(图2)；calcd.forC₂₂H₁₈N₂O[M+1]⁺:327.14,found 327.92(图3).

实施例2

配制pH＝7.4、浓度为10mM的HEPES缓冲溶液，并用乙醇配制2mM的TP1化合物溶液；把2mL的HEPES(pH 7.4)溶液及1μL TP1化合物的乙醇溶液加到干净的荧光比色皿中，取Pd²⁺的溶液，逐渐用微量进样器加到此比色皿中，边加样边在荧光分光光度仪上检测，随着Pd²⁺的加入，423nm处荧光强度逐渐减弱，荧光发射图(见图4)。

实施例3

配制pH＝7.4、浓度为10mM的HEPES缓冲溶液，并用乙醇配制2mM的TP1化合物溶液；在22个荧光比色皿中，各加入2mL的HEPES(pH 7.4)溶液和1μL的TP1化合物的乙醇溶液，再分别加入7摩尔当量Pd²⁺，以及10摩尔当量的各种分析物：Na⁺,Ni⁺,K⁺,Ag⁺,Au⁺,Zn²⁺,Ca²⁺,Mg^{2 +},Cu²⁺,Pt²⁺,Mn²⁺,Fe³⁺,Cr³⁺and Al³⁺,在荧光分光光度仪上检测，绘制不同分析物对应的423nm相对荧光强度的柱状图，(见图5)。Pd²⁺使得TP1化合物的荧光淬灭，其 它的分析物没有引起TP1化合物荧光强度的变化。

经实验证明，其它分析物不干扰体系对Pd²⁺的测定。

实施例4

配制pH＝7.4、浓度为10mM的HEPES缓冲溶液，并用乙醇配制2mM的TP1化合物溶液，用蒸馏水配制2mM的Pd²⁺溶液；把2mL的HEPES(pH 7.4)溶液和1μL的TP1化合物的乙醇溶液加到荧光比色皿中，分别再加入Pd²⁺溶液的体积为1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0时，在荧光分光光度仪上测定423nm对应的荧光强度F为7125、6429、5026、3833、2680、1835、1085、365，以Pd²⁺浓度为横坐标，以相对荧光强度F-F₀为纵坐标绘制图，F₀＝7129，得到Pd²⁺浓度的工作曲线(见图6)；线性回归方程为：F-F₀＝7129.5833-1014.9881c，c的单位为μM；

实施例5

配制pH＝7.4的HEPES(10mM)缓冲溶液，配制2mM的Pd²⁺水溶液，并用乙醇配制2mM的TP1化合物溶液；把2mL的pH 7.4，HEPES溶液和1μL的TP1化合物的乙醇溶液加到干净的荧光比色皿中，取Pd²⁺的溶液6.5μL，用微量进样器加到此比色皿中，同时在荧光光谱仪上测定423nm的对应的荧光强度F为6784，通过实施例4的线性回归方程，求得c＝7.37×10^-6mol/L，偏差为0.87％。见图7。

Claims (3)

1.一种Pd²⁺检测试剂，特征在于，其是(E)-4-(二苯基氨基)苯甲醛O-丙-2-炔-1-基肟化合物与甲烷(1:2)，结构式为：

2.如权利要求1所述的一种Pd²⁺检测试剂的合成方法，其特征在于，步骤为：

(1)将三苯胺和氯化氧磷完全溶解于DMF中，搅拌；向混合物中倒入冰水，用氢氧化钠中和，过滤；粗产物通过硅胶柱纯化，得到4-(N，N-二苯氨基)苯甲醛；

(2)向4-(N，N-二苯氨基)苯甲醛中加入盐酸羟胺和醋酸钠，搅拌，减压蒸馏，硅胶柱层析纯化，得到4-(N，N-二苯氨基)苯甲醛肟；

(3)将4-(N，N-二苯氨基)苯甲醛肟和氢化钠完全溶解于四氢呋喃中，搅拌，随后加入溴丙炔，搅拌，萃取，收集有机层，减压蒸馏和柱色谱分离得到淡黄色固体，即得到Pd2+检测试剂(E)-4-(二苯基氨基)苯甲醛O-丙-2-炔-1-基肟化合物与甲烷(1:2)。

3.一种检测Pd2+的方法，其特征在于，步骤为：

(1)、配制pH＝7.4、浓度为10mM的HEPES缓冲溶液，配制2mM的(E)-4-(二苯基氨基)苯甲醛O-丙-2-炔-1-基肟化合物与甲烷(1:2)(TP1)的乙醇溶液；

(2)、将2000μL pH 7.4的HEPES缓冲溶液和1μL TP1的乙醇溶液加到干净的荧光比色皿中，在荧光分光光度仪上检测，随着待测样的加入，423nm的荧光强度逐渐减弱；

(3)、将2000μL pH 7.4的HEPES缓冲溶液和1μL TP1的乙醇溶液加到另外七个荧光比色皿中，分别再加入体积为1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0μL的Pd²⁺溶液，在荧光分光光度仪上测定423nm对应的荧光强度F为7125、6429、5026、3833、2680、1835、1085、365，以Pd²⁺浓度为横坐标，以相对荧光强度F-F₀为纵坐标绘制图，F₀＝7129，得到Pd²⁺浓度的工作曲线；线性回归方程为：F-F₀＝7129.5833-1014.9881c，c的单位为μM；

(4)、将2000μL pH 7.4的HEPES缓冲溶液和1μL TP1的乙醇溶液加到干净的荧光比色皿中，用微量进样器吸取VμL待测样品溶液，加入到此干净的荧光比色皿中，在荧光分光光度仪上检测，将测得的荧光强度代入步骤(3)的线性回归方程，得到浓度c，待测样品C_待测样＝2000μL×c×10^-6/VμL，即可求得Pd²⁺的浓度。