CN109369685A - 一种基于2,6-吡啶二甲酰氯的罗丹明b发光材料的制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种罗丹明类发光材料应用于水相中高选择性、高灵敏度检测Fe3+的方法。采用紫外‑可见分光光度计以及荧光分光光度计测定水相中罗丹明B类发光材料的特征峰的强度变化,进而确定Fe3+的存在。本发明以罗丹明B(Rhodanmine B)为前体合成基于2,6‑吡啶二甲酰氯的新型发光材料。本发明提供了该发光材料在Fe3+检测中的应用,发现其对Fe3+有很好的检测效果,与现有技术相比,本发明采用的原料易得,合成步骤简单,后处理亦很方便,较易实现大规模生产,在检测Fe3+方面有很大的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于生物化学领域,具体涉及一种基于2,6-吡啶二甲酰氯的罗丹明B发光材料的制备及其应用。
背景技术
铁是人体内必须的过渡金属之一,它在体内分布广泛,几乎存在于所的组织。铁作为人体新陈代谢所必需的微量元素之一,在生物转化,细胞繁殖等方面发挥着重要的作用。当体内铁的含量和分布异常时,就会损害正常的生理功能。当铁的含量过低时会增加某些癌症的发病率并会造成诸如肾、肝等器官的机能障碍。当铁的含量过高时可能会导致脂类、核酸和蛋白质的受损。因此,通过铁的代谢水平可以初步衡量人体的健康状况。鉴于铁对人体的正常生理活动发挥着如此至关重要的作用,寻求一种可以快速方便检测生物体内Fe3+的方法受到了越来越多的重视。
目前,已经有许多文献记载了各种各样的检测Fe3+的方法,包括原子吸收分光光度法、伏安法、比色法、电感耦合等离子体质谱法、流动注射法、电感耦合等离子体原子发射光谱法。然而上述的这些方法却存在成本高、检出限高、灵敏度低等缺点。近几年,由于荧光发光材料具有灵敏度高、选择性好、操作简单等优点而被广泛用来检测金属离子。因为Fe3+具有顺磁性,大多数检测Fe3+的荧光发光材料是基于荧光淬灭机制,这与荧光增强型材料相比,灵敏度较低。因此,设计出高选择性、高灵敏度检测Fe3+的荧光发光材料具有一定的挑战性。
罗丹明B是一种常见的有机染料,因其具有摩尔吸光系数大,荧光量子产率高,结构简单,易于修饰,细胞渗透性好等优势而备受青睐。已被设计出了大量检测金属阳离子的荧光发光材料,例如:Al3+,Cu2+,Zn2+,Cr3+等。
发明内容
本发明目的是提供一种基于2,6-吡啶二甲酰氯的罗丹明B发光材料的制备及其应用。
实现本发明目的的技术解决方案是:
一种基于2,6-吡啶二甲酰氯的罗丹明B发光材料RBPF,该发光材料RBPF的结构如下:
本发明中基于2,6-吡啶二甲酰氯的罗丹明B发光材料RBPF的制备方法,包括以下步骤:
在50mL的圆底烧瓶中将化合物1与2,6-吡啶二甲酰氯加入到10mL无水二氯甲烷中,随后逐滴加入三乙胺,在室温下搅拌4h。反应结束后,减压除去溶剂,用CH2Cl2/饱和食盐水萃取三次,反向萃取一次,有机相用无水硫酸镁干燥后,过滤,减压蒸馏除去溶剂,最后使用MeOH/CH2Cl2作为洗脱液,经硅胶柱快速分离提纯化合物。得到橙黄色固体即为所述罗丹明B荧光传感器RBPF。其中化合物1的结构如下:
本发明中,化合物1与2,6-吡啶二甲酰氯的摩尔比为2.5∶1。
本发明中,硅胶柱分离纯化采用的洗脱液为MeOH∶CH2Cl2=3∶97。
本发明中,反应时间为4h。
本发明中所述的基于罗丹明B的发光材料RBPF用于检测Fe3+。
本发明与现有技术相比,其显著优点是:(1)本发明以罗丹明为主体合成了一种新型 Fe3+发光材料RBPF,具有较大的摩尔吸光系数,荧光量子产率高,光谱性能优越,结构简单,易于修饰,吸收波长范围广等优点。(2)本发明所选用原料成本低,合成步骤简单,后处理亦很方便,较易实现大规模生产。(3)本发明采用2,6-吡啶二甲酰氯与伯胺缩合反应方式,合成方法简单,反应条件温和,且产率较高。(4)本发明所涉及传感器能选择性检测Fe3+变化,且灵敏度较高,在环境化学、生命科学等诸多领域具有很好的应用前景。
附图说明
图1为本发明的化合物1 1HNMR。
图2为本发明的化合物1 13C NMR。
图3为本发明的化合物荧光发光材料RBPF1H NMR。
图4为本发明的化合物荧光发光材料RBPF13C NMR。
图5为本发明的化合物荧光发光材料RBPF的荧光选择性。
图6为本发明的化合物荧光发光材料RBPF的紫外选择性。
具体实施方式
(一)发光材料RBPF的合成
本发明提供了目标产物RBPF在Fe3+检测中的应用,发现其对Fe3+有很好的检测效果。本发明合成路线如下:
(二)荧光性能测试
将Al3+,Ba2+,Ca2+,Co2+,Cd2+,Cr3+,Cu2+,Hg2+,K+,Mg2+,Mn2+,Na+,Ni2+, pb2+,Zn2+,Fe3+等不同重金属离子加入化合物RBPF的溶液中,进行荧光选择性能测试。
(三)紫外测试
将Al3+,Ba2+,Ca2+,Co2+,Cd2+,Cr3+,Cu2+,Hg2+,K+,Mg2+,Mn2+,Na+,Ni2+, pb2+,Zn2+,Fe3+等不同重金属离子加入化合物RBPF的溶液中,进行紫外选择性能测试。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
发光材料的合成
1.化合物1的合成
在100mL的圆底烧瓶中加入罗丹明B(960mg,2mmol)加入无水乙醇40mL,随后慢慢滴加乙二胺(1.3mL,20mmol)于上述溶液中。滴加完毕后,将反应温度升到80℃,回流反应12h。反应完成之后,旋转浓缩除去乙醇。然后在室温下用CH2Cl2/饱和食盐水萃取三次,反向萃取一次。用无水硫酸镁干燥有机相后,过滤,减压蒸馏除去溶剂,萃取,经硅胶柱分离得到淡黄色固体(880mg,92%)。化合物11H NMR,13C NMR分别如图1,图2所示。
2.化合物RBPF的合成
在50mL的圆底烧瓶中将化合物1与2,6-吡啶二甲酰氯加入到10mL无水二氯甲烷中,随后逐滴加入三乙胺,在室温下搅拌4h。反应结束后,减压除去溶剂,用CH2Cl2/饱和食盐水萃取三次,反向萃取一次,有机相用无水硫酸镁干燥后,过滤,减压蒸馏除去溶剂,最后使用MeOH/CH2Cl2作为洗脱液,经硅胶柱快速分离提纯化合物。得到橙黄色固体(136mg,55%),即为发光材料RBPF。化合物RBPF的1H NMR,13C NMR分别如图3,图4所示。
实施例2
荧光选择性能测试
发光材料RBPF在乙醇中具有很好的溶解性,经验证,化合物RBPF可以溶解在EtOH/HEPES(3∶1,v/v,0.5mM,pH=7.33)混合液中,配制400mL该溶液作为储备液。
精确配置发光材料RBPF为1×10-3mol/L EtOH/H2O混合液(3∶1,V/V), CdCl2·2.5H2O,CuCl2·2H2O,AlCl3,KNO3,FeCl3·6H2O,HgCl2,NiCl2·6H2O, MgCl2·6H2O,NaCl,ZnCl2,CrCl3·6H2O,Ba(NO3)2,MnCl2·4H2O,CoCl2·6H2O,CaCl2, PbCl2等浓度为5×10- 3mol/L水溶液,以及EtOH/HEPES(3∶1,v/v,0.5mM,pH=7.33)溶液。
荧光选择性实验如图5所示,取3mL储备液置于液体池中,加入60uL发光材料RBPF,测其初始荧光强度值,然后分别加入配置好的各种阳离子120uL,测量其稳定时的荧光强度。观察图5可知,化合物RBPF对Fe3+有明显响应效果,并且在582nm处荧光强度达到最大值,也即化合物RBPF对Fe3+有很好的选择性。
实施例3
紫外选择性能测试
发光材料RBPF在乙醇中具有很好的溶解性,经验证,化合物RBPF可以溶解在EtOH/HEPES(3∶1,v/v,0.5mM,pH=7.33)混合液中,配制500mL该溶液作为储备液。
精确配置发光材料RBPF为1×10-3mol/L的EtOH/H2O混合液(3∶1,V/V), CdCl2·2.5H2O,CuCl2·2H2O,AlCl3,KNO3,FeCl3·6H2O,HgCl2,NiCl2·6H2O, MgCl2·6H2O,NaCl,ZnCl2,CrCl3·6H2O,Ba(NO3)2,MnCl2·4H2O,CoCl2·6H2O,CaCl2, PbCl2等浓度为5×10- 3mol/L水溶液,以及EtOH/HEPES(3∶1,v/v,0.5mM,pH=7.33)溶液。
紫外选择性实验如图6所示,取3mL储备液置于液体池中,加入60uL发光材料RBPF,测其初始吸光度,然后分别加入配置好的各种阳离子120uL,测量其稳定时的吸光度。观察图6可知,化合物RBPF对Fe3+有明显响应效果,在558nm处出现一个新峰,也即化合物 RBPF对Fe3+有很好的选择性。
Claims (5)
1.一种基于2,6-吡啶二甲酰氯的罗丹明B发光材料,其结构如下:
2.一种基于2,6-吡啶二甲酰氯的罗丹明B发光材料的制备方法,包括以下步骤:
在50mL的圆底烧瓶中将化合物1与2,6-吡啶二甲酰氯加入到10mL无水二氯甲烷中,随后逐滴加入三乙胺,在室温下搅拌4h。反应结束后,减压除去溶剂,用CH2Cl2/饱和食盐水萃取三次,反向萃取一次,有机相用无水硫酸镁干燥后,过滤,减压蒸馏除去溶剂,最后使用MeOH/CH2Cl2作为洗脱液,经硅胶柱快速分离提纯化合物。得到橙黄色固体即为所述罗丹明B发光材料。其中化合物1的结构如下:
3.如权利要求2所述的罗丹明B发光材料的制备方法,其特征在于,化合物1与2,6-吡啶二甲酰氯的摩尔比为2.5∶1。
4.如权利要求2所述的罗丹明B发光材料的制备方法,其特征在于,硅胶柱分离采用的洗脱液为MeOH∶CH2Cl2=3∶97。
5.基于2,6-吡啶二甲酰氯的罗丹明B发光材料的应用,其特征在于:将权利要求1中所述的基于2,6-吡啶二甲酰氯的罗丹明B发光材料用于检测水相中的Fe3+。
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KR20110085275A (ko) * | 2010-01-19 | 2011-07-27 | 고려대학교 산학협력단 | 로다민 유도체, 이의 제조방법 및 이를 이용하여 3가 철 이온을 검출하는 방법 |
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Non-Patent Citations (2)
Title |
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XIAOPO CHEN ET AL.: "A New bis(rhodamine)-Based Fluorescent Chemosensor for Fe3+", 《J FLUORESC》 * |
黄乔等: "基于罗丹明b类的Fe3+荧光探针的合成及其性能研究", 《南华大学学报(自然科学版)》 * |
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