CN113387839B - 一种2-氨基-3-(3-苯基-烯丙氨基)-2-二腈、其制备方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种2‑氨基‑3‑(3‑苯基‑烯丙氨基)‑2‑二腈、其制备方法及其应用，2‑氨基‑3‑(3‑苯基‑烯丙氨基)‑2‑二腈的结构式为：
Figure DDA0003156711910000011
本发明2‑氨基‑3‑(3‑苯基‑烯丙氨基)‑2‑二腈，以天然肉桂醛为原料通过席夫碱反应合成2‑氨基‑3‑(3‑苯基‑烯丙氨基)‑2‑二腈，可作为荧光探针，即可用于土壤中铁含量测定，也可用于水中次氯酸含量的测定，不仅具有原料天然可再生的特点，而且可实现铁含量和次氯酸含量的荧光快速检测，符合绿色发展的理念，且灵敏性高、选择性强、响应速度快、使用方便。

Description

一种2-氨基-3-(3-苯基-烯丙氨基)-2-二腈、其制备方法及其 应用
技术领域
本发明涉及一种2-氨基-3-(3-苯基-烯丙氨基)-2-二腈、其制备方法及其应用，属于化合物制备技术领域。
背景技术
竹类植物属禾本科竹亚科的多年生常绿植物，第九次全国森林资源清查结果显示，我国现有竹林面积641.16万公顷。与此同时，竹林土壤对竹林和竹笋生长具有重要的作用，而铁(Fe)在竹林土壤中广泛存在，是竹子生长发育必需的营养元素，也是土壤中敏感的氧化还原活性金属元素。目前检测土壤中铁含量的方法主要有原子吸收光谱法、原子发射光谱法、荧光光谱法等，有机荧光探针可依据被分析物的物理或化学性质的变化而发生相应的荧光信号变化，所依托的荧光分析法具有设备简单、测试迅速、成本低廉等优点，因此，开发用于竹林土壤中铁含量检测的荧光探针具有重要的应用价值。
次氯酸为强氧化剂，常被用作消毒剂和漂白剂。然而，次氯酸被用于自来水和饮用水消毒时，会在水中产生一些有机氯副产物(OBPs)，对人体会产生一定的危害，引起动脉硬化、关节炎甚至癌症等系列疾病的产生。因此，开发高灵敏性和高选择性的次氯酸检测方法，在环境监测等领域具有重要的应用价值。
发明内容
本发明提供一种2-氨基-3-(3-苯基-烯丙氨基)-2-二腈、其制备方法及其应用，可用于铁含量和次氯酸含量的检测，具有灵敏性高、选择性强、响应速度快和使用方便等特点。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种2-氨基-3-(3-苯基-烯丙氨基)-2-二腈，其结构式为：
Figure BDA0003156711890000011
上述2-氨基-3-(3-苯基-烯丙氨基)-2-二腈的制备方法，由肉桂醛和二氨基马来腈在溶剂中反应制得，其合成路线为：
Figure BDA0003156711890000021
为了提高产品得率，肉桂醛和二氨基马来腈的摩尔比为1：(1～1.5)。
为了提高反应效率，所用溶剂为乙醇、甲醇、正己醇、乙酸乙酯或甲苯中的至少一种。
为了兼顾反应效率和产品得率，溶剂的用量为4～6ml每mmol肉桂醛。
为了提高反应效率，上述2-氨基-3-(3-苯基-烯丙氨基)-2-二腈，由肉桂醛和二氨基马来腈在溶剂中回流反应制得，反应时间为1.5～2.5h。
上述2-氨基-3-(3-苯基-烯丙氨基)-2-二腈，可作为荧光探针，用于竹林土壤中铁含量的检测。
上述荧光强度与三价铁离子浓度的关系为：y＝36.232x+45.054,R2＝0.9947，y为荧光强度，x为铁离子浓度，R2为相关系数。
如需要检测二价和三价铁的总量，则先将二价铁氧化成三价铁，然后测量；如只需检测三价铁的含量，则可直接检测。
上述2-氨基-3-(3-苯基-烯丙氨基)-2-二腈，还可作为荧光探针，用于次氯酸含量的检测。
上述F406/F426与次氯酸根离子浓度的关系为：0-1×10-4M，y＝0.0392x+0.5545，R2＝0.9931，y为F406/F426，x为次氯酸根离子浓度，R2为相关系数，F406为波长为406nm处的荧光强度；F426为波长为426nm处的荧光强度。
本发明未提及的技术均参照现有技术。
本发明2-氨基-3-(3-苯基-烯丙氨基)-2-二腈，以天然肉桂醛为原料通过席夫碱反应合成2-氨基-3-(3-苯基-烯丙氨基)-2-二腈，可作为荧光探针，用于铁含量和次氯酸含量的测定，不仅具有原料天然可再生的特点，而且可实现铁含量和次氯酸含量的荧光快速检测，符合绿色发展的理念，且灵敏性高、选择性强、响应速度快、使用方便。
附图说明
图1为本发明2-氨基-3-(3-苯基-烯丙氨基)-2-二腈的H1 NMR图；
图2为本发明2-氨基-3-(3-苯基-烯丙氨基)-2-二腈与不同离子作用的荧光增强选择性实验结果图；
图3为不同离子对化合物1+Fe3+体系荧光强度的影响图；
图4为化合物1+Fe3+体系的荧光强度与Fe3+浓度的线性关系图；
图5为化合物1+ClO-体系的F406/F426值与ClO-浓度的线性关系图；
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
2-氨基-3-(3-苯基-烯丙氨基)-2-二腈的合成：将肉桂醛(10mmol)、二氨基马来腈(10mmol)和乙醇40mL，在250mL圆底烧饼中进行磁力搅拌反应，回流反应2h，经重结晶得到深黄色产物，得率为83％。所得产物的表征数据：FT-IR(KBr)ν(cm-1):3448,3287,2206,1584,1372,992,751；1H NMR(DMSO-d6,600MHz):6.70-7.04(m,1H),7.35-7.38(t,4H),7.40-7.59(m,2H),7.75(s,2H),8.08-8.09(d,1H)；13C NMR(DMSO-d6,150MHz),δ(ppm):104.15,114.18,114.95,126.72,127.66,128.07,129.47,130.21,135.94,144.46,157.54；HRMS(m/z):[M+H]+calcd for C13H10N14+H+,223.0977；found,223.0975.证明，成功合成了：
Figure BDA0003156711890000031
实施例2
如图2所示，在PBS溶液(pH＝7.4)中，将仅加入2-氨基-3-(3-苯基-烯丙氨基)-2-二腈(化合物1)的荧光强度与化合物1+离子的荧光强度形成比较(化合物1和离子浓度均为1×10-5M)，离子为Al3+,B3+,Cd2+,Ca2+,Co2+,Fe3+,Cr3+,Fe2+,Li+,Hg2+,K+,Mg2+,Na+,Mn2+,Ni2+,Zn2+,Pb2+,Cu2+,Ac-,Br-,Cl-,F-,H2PO4 -,HSO4 -,I-,OH-H2O2,NO,·O2 -,ONOO-,ROO·,ClO-等，由图2可看出，化合物1+Fe3+和化合物1+ClO-体系的荧光强度均明显增加，图2中onlycompound 1为仅加入化合物1时的强度曲线。
如图3所示，在PBS溶液(pH＝7.4)中，将化合物1+Fe3+体系中加入其它离子(化合物1和各离子浓度均为1×10-5M)，以测定其它离子对化合物1+Fe3+体系荧光强度的影响，其它离子为Al3+,B3+,Cd2+,Ca2+,Co2+,Cr3+,Fe2+,Li+,Hg2+,K+,Mg2+,Na+,Mn2+,Ni2+,Zn2+,Pb2+,Cu2+,Ac-,Br-,Cl-,F-,H2PO4 -,HSO4 -,I-,OH-H2O2,NO,·O2 -,ONOO-,ROO·,ClO-等，由图3可看出，其它离子对化合物1+Fe3++体系的荧光强度几乎没影响，说明本发明2-氨基-3-(3-苯基-烯丙氨基)-2-二腈的竞争性强。
实施例3
如图4所示，在PBS溶液(pH＝7.4)中，加入化合物1(浓度为1×10-5M)，随着Fe3+浓度的逐步增加，荧光强度逐渐增强，荧光强度与Fe3+浓度线性关系为：y＝36.232x+45.054,R2＝0.9947(Fe3浓度:0-8.0×10-5M)。
将2-氨基-3-(3-苯基-烯丙氨基)-2-二腈用于检测竹林土壤中Fe3+的检测：
取0.50g竹林土壤(100目，浙江)的风干土样于坩埚中，精确至0.0001g。置于30mL聚四氟乙烯坩埚中，加2滴～3滴水湿润试样。加8mL氢氟酸(1.15g/mL)、10mL浓硝酸(1.42g/mL)和1mL高氯酸(1.66g/mL)，先低温消煮，随后加温，待坩埚内连续出现小气泡逸出，蒸发至冒尽高氯酸烟。用2mL盐酸(1.19g/mL)溶解残渣，将坩埚内容物移入50mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。放置澄清或干过滤。取1.0mL至10mL容量瓶中定容，其中，2-氨基-3-(3-苯基-烯丙氨基)-2-二腈荧光探针浓度为1×10-5M，利用上述得到的线性关系(y＝36.232x+45.054)进行定量检测，结果如表1所示。采用已有成熟ICP-MS法测的结果也见表1。
表1竹林土壤中铁含量的检测
Figure BDA0003156711890000041
实施例4
如图5所示，在PBS溶液(pH＝7.4)中，加入化合物1(浓度为1×10-5M)，随着ClO-浓度的逐步增加，荧光强度逐渐增强，荧光强度与ClO-浓度线性关系为：y＝0.0392x+0.5545,R2＝0.9931(ClO-浓度:0-10.0×10-5M)。
将2-氨基-3-(3-苯基-烯丙氨基)-2-二腈用于检测纯净水中ClO-的检测，取1mL纯水加入到10mL容量瓶中，进行荧光光谱检测，结果ClO-未检测到，然后进行了纯净水ClO-加样回收实验，结果见表2。
表2纯净水中ClO-加样回收实验
Figure BDA0003156711890000051

Claims (8)

1.一种2-氨基-3-(3-苯基-烯丙氨基)-2-二腈的用途，其特征在于：用于竹林土壤中铁含量的检测，或用于次氯酸含量的检测；2-氨基-3-(3-苯基-烯丙氨基)-2-二腈的结构式为：
Figure FDA0003551050240000011
2.如权利要求1所述的2-氨基-3-(3-苯基-烯丙氨基)-2-二腈的用途，其特征在于：2-氨基-3-(3-苯基-烯丙氨基)-2-二腈由肉桂醛和二氨基马来腈在溶剂中反应制得，其合成路线为：
Figure FDA0003551050240000012
3.如权利要求2所述的2-氨基-3-(3-苯基-烯丙氨基)-2-二腈的用途，其特征在于：肉桂醛和二氨基马来腈的摩尔比为1：(1～1.5)。
4.如权利要求2或3所述的2-氨基-3-(3-苯基-烯丙氨基)-2-二腈的用途，其特征在于：所用溶剂为乙醇、甲醇、正己醇、乙酸乙酯或甲苯中的至少一种。
5.如权利要求2或3所述的2-氨基-3-(3-苯基-烯丙氨基)-2-二腈的用途，其特征在于：溶剂的用量为4～6ml每mmol肉桂醛。
6.如权利要求2或3所述的2-氨基-3-(3-苯基-烯丙氨基)-2-二腈的用途，其特征在于：由肉桂醛和二氨基马来腈在溶剂中回流反应制得，反应时间为1.5～2.5h。
7.如权利要求2或3所述的2-氨基-3-(3-苯基-烯丙氨基)-2-二腈的用途，其特征在于：荧光强度与三价铁离子浓度的关系为：y＝36.232x+45.054,R2＝0.9947，y为荧光强度，x为铁离子浓度，R2为相关系数。
8.如权利要求2或3所述的2-氨基-3-(3-苯基-烯丙氨基)-2-二腈的用途，其特征在于：F406/F426与次氯酸根离子浓度的关系为：0-1×10-4M，y＝0.0392x+0.5545,R2＝0.9931，y为F406/F426，x为次氯酸根离子浓度，R2为相关系数，F406为波长为406nm处的荧光强度；F426为波长为426nm处的荧光强度。
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