CN111220611A - 一种三嗪三吡唑化合物在阴离子检测中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种三嗪三吡唑化合物在阴离子检测中的应用，所述三嗪三吡唑化合物为2,4,6‑三(4‑(1H‑吡唑‑4‑基)苯基)‑1,3,5‑三嗪，其化学式为C30H21N9，结构式为式(I)所示；所述阴离子为NO3 ‑、Cl‑、PO4 3‑、SO4 2‑或CF3COO‑。本发明的三嗪三吡唑化合物以末端吡唑之间的[N‑H...N]键为基础，通过氢键自组装形成多孔分子晶体，这种三维网络结构与阴离子会产生氢键作用，对NO3 ‑、Cl‑、PO4 3‑、SO4 2‑、CF3COO‑阴离子具有明显的响应，更为方便快捷的识别这些阴离子。

Description

一种三嗪三吡唑化合物在阴离子检测中的应用
技术领域
本发明涉及阴离子检测领域，更具体地，涉及一种三嗪三吡唑化合物在阴离子检测中的应用。
背景技术
阴离子检测在实际生产生活中有着重要的意义。例如检测饮用水中的氯离子、硝酸根离子或硫酸根离子，硝酸盐是有氧环境中各种形态含氮化合物中最稳定的氮化合物，人类摄入硝酸盐后经肠道中微生物作用转变成亚硝酸盐而出现中毒；而硫酸盐达到一定量会导致腹泻。又例如污水中阴离子的检测，比如硝酸根离子或磷酸根离子的含量过多，排放后易造成水体富营养化，导致水生态系统物种分布失衡，从而影响人类的生存。尽管有些情况最终需要定量检测，但是先经过定性检测也有利于更高效得出结果。
目前，用于NO3 -、Cl-、PO4 3-、SO4 2-等阴离子的检测方法有很多。阴离子是潜在的氢键受体，近年来阴离子与吡唑之间的相互氢键作用引起了广泛的关注，从而有人尝试用含吡唑的化合物进行阴离子识别。
但是，现有的报道中，有的化合物只对卤素离子有较好的识别作用，而对NO3 -、PO4 3-、SO4 2-无法识别。而且有的情况下，一旦待测阴离子浓度较低，就无法被识别了。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种三嗪三吡唑化合物在阴离子检测中的应用。
本发明提供一种三嗪三吡唑化合物在阴离子检测中的应用，所述三嗪三吡唑化合物为2,4,6-三(4-(1H-吡唑-4-基)苯基)-1,3,5-三嗪，其化学式为C30H21N9，结构式为
Figure BDA0002386559170000021
所述阴离子为NO3 -、Cl-、PO4 3-、SO4 2-或CF3COO-。
本发明的三嗪三吡唑化合物以末端吡唑之间的[N-H...N]键为基础，通过氢键自组装形成多孔分子晶体，这种三维网络结构与阴离子会产生氢键作用，对NO3 -、Cl-、PO4 3-、SO4 2-、CF3COO-阴离子具有明显的响应，更为方便快捷的识别这些阴离子。
进一步地，检测时，将所述三嗪三吡唑化合物溶于有机溶剂配制成澄清无色溶液，加入含有所述阴离子的溶液，则所述澄清无色溶液变成黄绿色或出现沉淀。
进一步地，所述有机溶剂为甲醇。
进一步地，所述澄清无色溶液的浓度为1～100mM。
进一步地，所述澄清无色溶液的浓度为2.5～3mM，所述阴离子的检出限为2.2M。
根据上述应用，本发明还提供一种阴离子检测试剂，其包括上述三嗪三吡唑化合物。优选为上述三嗪三吡唑化合物的甲醇溶液。
本发明的三嗪三吡唑化合物以末端吡唑之间的[N-H...N]键为基础，通过氢键自组装形成多孔分子晶体，这种三维网络结构与阴离子会产生氢键作用，对NO3 -、Cl-、PO4 3-、SO4 2-、CF3COO-阴离子具有明显的响应，更为方便快捷的识别这些阴离子。
附图说明
图1为本发明实施例1所得化合物的核磁氢谱图；
图2为本发明实施例1所得化合物的核磁碳谱图；
图3为本发明实施例1所得化合物的质谱图；
图4为本发明实施例1所得化合物的单晶结构及从c轴方向观察的堆积图；
图5为本发明三嗪三吡唑化合物在甲醇溶液中浓度为5.9mM时分别对阴离子NO3 -、Cl-、PO4 3-、SO4 2-、CF3COO-识别前后的反应现象；
图6为本发明三嗪三吡唑化合物在甲醇溶液中浓度为2.95mM时分别对阴离子NO3 -、Cl-、PO4 3-、SO4 2-、CF3COO-识别前后的反应现象。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。
实施例1
本实施例提供一种三嗪三吡唑化合物，结构式如下：
Figure BDA0002386559170000031
其制备方法包括以下步骤：
(1)4-吡唑硼酸频那醇酯(10g，51.5mmol)与3,4-二氢-2H-吡喃(4.79g，57mmol)在25mL甲苯溶液中用三氟乙酸(591mg，5.2mmol)作催化剂，于95℃加热回流反应过夜，旋蒸得到1-(四氢吡喃-2-基)-3-(4,4,5,5-四甲基-[1,3,2]二氧杂醇-2-基)-1H-吡唑(8.45g,19.6mmol)，产率为59％。
(2)将4-溴苯腈(1092mg,6.0mmol)加入到50mL斯林克瓶中，用15mL氯仿溶液溶解，冰浴下慢慢滴加三氟甲磺酸(534μL，2.0mmol)，在氮气保护下先室温反应10～15小时，再在50℃下反应一天，得到白色固体(950mg，1.74mmol)，即2,4,6-三(4-溴-苯基)-1,3,5-三嗪，产率为87％。
(3)分别称取2,4,6-三(4-溴-苯基)-1,3,5-三嗪(546mg,1.0mmol)、1-(四氢吡喃-2-基)-3-(4,4,5,5-四甲基-[1,3,2]二氧杂醇-2-基)-1H-吡唑(1001.4mg,3.6mmol)、碳酸钾(304.1mg,2.2mmol)、四(三苯基磷)钯(115.6mg，0.1mmol)于100mL斯林克瓶中，加入25mL正丁醇和5mL去离子水，装上回流装置和充氮气装置，在氮气保护下120℃搅拌回流24小时。
(4)减压蒸馏除去溶剂，将所得产物溶于二氯甲烷，用水萃取三次，取有机层，除去溶剂；用硅胶色谱分离得到中间产物，然后溶解在40mL二氯甲烷和甲醇(体积比为1:1)的混合溶液中慢慢滴加稀盐酸回流反应过夜，将悬浊液进行过滤，得到2,4,6-三(4-(1H-吡唑-4-基)苯基)-1,3,5-三嗪化合物(181.2mg，0.36mmol)，产率为35.7％。
将所得产物分别进行核磁氢谱、碳谱及质谱表征，结果如图1～3所示。
1H NMR(400MHz,DMSO,ppm)δ＝13.16(s,pz-H),8.73(d,J＝8.4,Ar-H),8.44(s,Ar-H),8.13(s,Ar-H),7.91(d,J＝8.4,Ar-H)。
13C NMR(400MHz,DMSO,ppm)δ＝170.97,138.12,137.26,133.25,129.79,127.03,125.78,120.98。
由上述结果分析可知，所得产物为式(I)化合物。
将三嗪三吡唑化合物(10.15mg，0.02mmol)用1mL的DMSO完全溶解，盛放在3mL小瓶中，外面用乙酸乙酯扩散，室温下静置放置一周后，长出无色透明晶体。
X-射线单晶衍射分析得到单晶结构，如图4所示，这一结果表明，该三嗪三吡唑化合物通过氢键自组装得到多孔分子晶体。
应用例
分别取1.5mg实施例1所得单晶，用0.5mL甲醇配制成5.9mM的澄清无色溶液，共5个试样，室温下分别加入2.2M的硝酸(1#瓶)，盐酸(2#瓶)，磷酸(3#瓶)，硫酸(4#瓶)，三氟乙酸(5#瓶)，观察现象，瓶中立即出现颜色变化，变成黄绿色或出现沉淀，具体如图5所示。
考虑到浓度大小对阴离子识别产生的影响，又进行浓度减半之后的试验。分别取0.75mg实施例1所得单晶，用0.5mL甲醇配制成浓度为2.95mM的澄清无色溶液，共5个试样，室温下分别加入0.1mL的2.2M的硝酸(1#瓶)，盐酸(2#瓶)，磷酸(3#瓶)，硫酸(4#瓶)，三氟乙酸(5#瓶)，观察变化，具体结果如图6所示，现象与5.9mM浓度下基本是一致的。说明本发明实施例的三嗪三吡唑化合物在浓度较小的情况下也可以对阴离子NO3 -、Cl-、PO4 3-、SO4 2-或CF3COO-进行识别检测。
按照上述相同方法对HI、HClO4、CH3COOH、均苯三甲酸分别进行检测，但结果发现三嗪三吡唑化合物的澄清无色溶液无变化，说明该三嗪三吡唑化合物无法检测识别阴离子I-、ClO4 -、CH3COO-、均苯三甲酸根。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种三嗪三吡唑化合物在阴离子检测中的应用，其特征在于，所述三嗪三吡唑化合物为2,4,6-三(4-(1H-吡唑-4-基)苯基)-1,3,5-三嗪，其化学式为C30H21N9，结构式为
Figure FDA0002386559160000011
所述阴离子为NO3 -、Cl-、PO4 3-、SO4 2-或CF3COO-。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，检测时，将所述三嗪三吡唑化合物溶于有机溶剂配制成澄清无色溶液，加入含有所述阴离子的溶液，则所述澄清无色溶液变成黄绿色或出现沉淀。
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述有机溶剂为甲醇。
4.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述澄清无色溶液的浓度为1～100mM。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述澄清无色溶液的浓度为2.5～3mM，所述阴离子的检出限为2.2M。
6.一种阴离子检测试剂，其特征在于，包括权利要求1所述的三嗪三吡唑化合物。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113201142A (zh) * 2021-04-27 2021-08-03 北京工业大学 一种基于芳香四吡唑的氢键有机网格材料及其制备方法和应用

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN87107217A (zh) * 1986-10-31 1988-05-11 大塚制药株式会社 吡唑并三嗪化合物
US20030060467A1 (en) * 2000-04-07 2003-03-27 Carling William Robert Pyrazolo-triazine derivatives as ligands for gaba receptors
CN101717396A (zh) * 2009-11-27 2010-06-02 南京邮电大学 三嗪类光电功能材料及制备和应用方法
CN106188014A (zh) * 2015-05-06 2016-12-07 中南大学 一种中性的c-h键阴离子识别受体的制备及应用
US20180252652A1 (en) * 2016-10-17 2018-09-06 Hong Kong Baptist University Urinary Polyamines as Prostate Cancer Detection Biomarkers
CN109456309A (zh) * 2018-11-22 2019-03-12 北京工业大学 一种多吡唑含氮杂环化合物及其制备和应用
CN109970719A (zh) * 2019-04-17 2019-07-05 北京工业大学 一种基于吡唑配体的碱稳定的金属有机骨架材料和制备方法及其应用

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN87107217A (zh) * 1986-10-31 1988-05-11 大塚制药株式会社 吡唑并三嗪化合物
US20030060467A1 (en) * 2000-04-07 2003-03-27 Carling William Robert Pyrazolo-triazine derivatives as ligands for gaba receptors
CN101717396A (zh) * 2009-11-27 2010-06-02 南京邮电大学 三嗪类光电功能材料及制备和应用方法
CN106188014A (zh) * 2015-05-06 2016-12-07 中南大学 一种中性的c-h键阴离子识别受体的制备及应用
US20180252652A1 (en) * 2016-10-17 2018-09-06 Hong Kong Baptist University Urinary Polyamines as Prostate Cancer Detection Biomarkers
CN109456309A (zh) * 2018-11-22 2019-03-12 北京工业大学 一种多吡唑含氮杂环化合物及其制备和应用
CN109970719A (zh) * 2019-04-17 2019-07-05 北京工业大学 一种基于吡唑配体的碱稳定的金属有机骨架材料和制备方法及其应用

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113201142A (zh) * 2021-04-27 2021-08-03 北京工业大学 一种基于芳香四吡唑的氢键有机网格材料及其制备方法和应用

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