CN115611827B - 荧光传感材料及其制备方法和在有机砷检测中的应用 - Google Patents
荧光传感材料及其制备方法和在有机砷检测中的应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115611827B CN115611827B CN202110809499.0A CN202110809499A CN115611827B CN 115611827 B CN115611827 B CN 115611827B CN 202110809499 A CN202110809499 A CN 202110809499A CN 115611827 B CN115611827 B CN 115611827B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- compound
- organic
- fluorescent
- nanofiber aggregate
- reaction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 title abstract description 27
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 27
- 239000011540 sensing material Substances 0.000 title abstract description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 25
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 39
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 claims description 19
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 15
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 150000001495 arsenic compounds Chemical class 0.000 claims description 11
- IVDFJHOHABJVEH-UHFFFAOYSA-N pinacol Chemical compound CC(C)(O)C(C)(C)O IVDFJHOHABJVEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- JPJALAQPGMAKDF-UHFFFAOYSA-N selenium dioxide Chemical compound O=[Se]=O JPJALAQPGMAKDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- QBKFSWPZWWKKMJ-UHFFFAOYSA-N 4,7-dibromo-1,2,3-benzothiadiazole Chemical compound BrC1=CC=C(Br)C2=C1N=NS2 QBKFSWPZWWKKMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000006161 Suzuki-Miyaura coupling reaction Methods 0.000 claims description 4
- 229940093920 gynecological arsenic compound Drugs 0.000 claims description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 4
- 229910000033 sodium borohydride Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000012279 sodium borohydride Substances 0.000 claims description 4
- 229940125904 compound 1 Drugs 0.000 claims description 3
- 125000004051 hexyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 claims description 2
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 claims description 2
- 125000005920 sec-butoxy group Chemical group 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 4
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 abstract description 3
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 abstract description 2
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 abstract 1
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 16
- 125000001072 heteroaryl group Chemical group 0.000 description 14
- -1 hydrocarbon radical Chemical class 0.000 description 12
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 11
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 11
- NFHFRUOZVGFOOS-UHFFFAOYSA-N palladium;triphenylphosphane Chemical compound [Pd].C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 NFHFRUOZVGFOOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 9
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 description 8
- 238000004440 column chromatography Methods 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- SCVFZCLFOSHCOH-UHFFFAOYSA-M potassium acetate Chemical compound [K+].CC([O-])=O SCVFZCLFOSHCOH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 8
- HTDIUWINAKAPER-UHFFFAOYSA-N trimethylarsine Chemical compound C[As](C)C HTDIUWINAKAPER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 7
- 238000006862 quantum yield reaction Methods 0.000 description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- NXQGGXCHGDYOHB-UHFFFAOYSA-L cyclopenta-1,4-dien-1-yl(diphenyl)phosphane;dichloropalladium;iron(2+) Chemical compound [Fe+2].Cl[Pd]Cl.[CH-]1C=CC(P(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC=CC=2)=C1.[CH-]1C=CC(P(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC=CC=2)=C1 NXQGGXCHGDYOHB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 5
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 5
- 229940126062 Compound A Drugs 0.000 description 4
- NLDMNSXOCDLTTB-UHFFFAOYSA-N Heterophylliin A Natural products O1C2COC(=O)C3=CC(O)=C(O)C(O)=C3C3=C(O)C(O)=C(O)C=C3C(=O)OC2C(OC(=O)C=2C=C(O)C(O)=C(O)C=2)C(O)C1OC(=O)C1=CC(O)=C(O)C(O)=C1 NLDMNSXOCDLTTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 4
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 4
- 235000011056 potassium acetate Nutrition 0.000 description 4
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 4
- BMIBJCFFZPYJHF-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-5-methyl-3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)pyridine Chemical compound COC1=NC=C(C)C=C1B1OC(C)(C)C(C)(C)O1 BMIBJCFFZPYJHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 3
- 125000005605 benzo group Chemical group 0.000 description 3
- SOFNXTVVVUDTGB-UHFFFAOYSA-N diethyl(methyl)arsane Chemical compound CC[As](C)CC SOFNXTVVVUDTGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- MVYYIFZQBWAJJG-UHFFFAOYSA-N ethyl(dimethyl)arsane Chemical compound CC[As](C)C MVYYIFZQBWAJJG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- 238000002189 fluorescence spectrum Methods 0.000 description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 3
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WWVNWQJKWKSDQM-UHFFFAOYSA-N triethylarsane Chemical compound CC[As](CC)CC WWVNWQJKWKSDQM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 2
- 125000002619 bicyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 125000003983 fluorenyl group Chemical class C1(=CC=CC=2C3=CC=CC=C3CC12)* 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 238000001095 inductively coupled plasma mass spectrometry Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000001819 mass spectrum Methods 0.000 description 2
- 125000002950 monocyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 125000002294 quinazolinyl group Chemical group N1=C(N=CC2=CC=CC=C12)* 0.000 description 2
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 2
- 125000006413 ring segment Chemical group 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- RIOQSEWOXXDEQQ-UHFFFAOYSA-N triphenylphosphine Chemical compound C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 RIOQSEWOXXDEQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BTANRVKWQNVYAZ-BYPYZUCNSA-N (2S)-butan-2-ol Chemical compound CC[C@H](C)O BTANRVKWQNVYAZ-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 1
- FNQJDLTXOVEEFB-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-benzothiadiazole Chemical compound C1=CC=C2SN=NC2=C1 FNQJDLTXOVEEFB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005918 1,2-dimethylbutyl group Chemical group 0.000 description 1
- WRGSCINCRHLIPC-MRVPVSSYSA-N 1-bromo-4-[(2R)-butan-2-yl]oxybenzene Chemical compound CC[C@@H](C)OC1=CC=C(Br)C=C1 WRGSCINCRHLIPC-MRVPVSSYSA-N 0.000 description 1
- 125000006218 1-ethylbutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- PDQRQJVPEFGVRK-UHFFFAOYSA-N 2,1,3-benzothiadiazole Chemical compound C1=CC=CC2=NSN=C21 PDQRQJVPEFGVRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000006176 2-ethylbutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(C([H])([H])*)C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000004493 2-methylbut-1-yl group Chemical group CC(C*)CC 0.000 description 1
- 125000005916 2-methylpentyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003542 3-methylbutan-2-yl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000005917 3-methylpentyl group Chemical group 0.000 description 1
- GZFGOTFRPZRKDS-UHFFFAOYSA-N 4-bromophenol Chemical compound OC1=CC=C(Br)C=C1 GZFGOTFRPZRKDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005964 Acibenzolar-S-methyl Substances 0.000 description 1
- FRYRJNHMRVINIZ-UHFFFAOYSA-N B1CCOO1 Chemical compound B1CCOO1 FRYRJNHMRVINIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 Chemical compound C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M Sodium acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920002334 Spandex Polymers 0.000 description 1
- 125000000641 acridinyl group Chemical group C1(=CC=CC2=NC3=CC=CC=C3C=C12)* 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 238000001479 atomic absorption spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 125000003785 benzimidazolyl group Chemical group N1=C(NC2=C1C=CC=C2)* 0.000 description 1
- 125000004603 benzisoxazolyl group Chemical group O1N=C(C2=C1C=CC=C2)* 0.000 description 1
- 125000004618 benzofuryl group Chemical group O1C(=CC2=C1C=CC=C2)* 0.000 description 1
- 125000004196 benzothienyl group Chemical group S1C(=CC2=C1C=CC=C2)* 0.000 description 1
- QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N benzotriazole Chemical compound C1=CC=C2N[N][N]C2=C1 QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012964 benzotriazole Substances 0.000 description 1
- 125000004541 benzoxazolyl group Chemical group O1C(=NC2=C1C=CC=C2)* 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 1
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- FJDQFPXHSGXQBY-UHFFFAOYSA-L caesium carbonate Chemical compound [Cs+].[Cs+].[O-]C([O-])=O FJDQFPXHSGXQBY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000024 caesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000609 carbazolyl group Chemical group C1(=CC=CC=2C3=CC=CC=C3NC12)* 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 125000000259 cinnolinyl group Chemical group N1=NC(=CC2=CC=CC=C12)* 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 1
- 238000004993 emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000000695 excitation spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000002795 fluorescence method Methods 0.000 description 1
- 238000000799 fluorescence microscopy Methods 0.000 description 1
- 125000002541 furyl group Chemical group 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 125000002883 imidazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 125000003453 indazolyl group Chemical group N1N=C(C2=C1C=CC=C2)* 0.000 description 1
- 125000003406 indolizinyl group Chemical group C=1(C=CN2C=CC=CC12)* 0.000 description 1
- 125000001041 indolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 1
- 238000002354 inductively-coupled plasma atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 125000000959 isobutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000004491 isohexyl group Chemical group C(CCC(C)C)* 0.000 description 1
- 125000000904 isoindolyl group Chemical group C=1(NC=C2C=CC=CC12)* 0.000 description 1
- 125000001972 isopentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000002183 isoquinolinyl group Chemical group C1(=NC=CC2=CC=CC=C12)* 0.000 description 1
- 125000001786 isothiazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000842 isoxazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000001840 matrix-assisted laser desorption--ionisation time-of-flight mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 230000007269 microbial metabolism Effects 0.000 description 1
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 125000004593 naphthyridinyl group Chemical group N1=C(C=CC2=CC=CN=C12)* 0.000 description 1
- 125000001971 neopentyl group Chemical group [H]C([*])([H])C(C([H])([H])[H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- 229910052756 noble gas Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002835 noble gases Chemical class 0.000 description 1
- 125000001715 oxadiazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002971 oxazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 1
- 125000003538 pentan-3-yl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000001147 pentyl group Chemical group C(CCCC)* 0.000 description 1
- 125000001791 phenazinyl group Chemical group C1(=CC=CC2=NC3=CC=CC=C3N=C12)* 0.000 description 1
- 125000001484 phenothiazinyl group Chemical group C1(=CC=CC=2SC3=CC=CC=C3NC12)* 0.000 description 1
- 125000001644 phenoxazinyl group Chemical group C1(=CC=CC=2OC3=CC=CC=C3NC12)* 0.000 description 1
- 125000004592 phthalazinyl group Chemical group C1(=NN=CC2=CC=CC=C12)* 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- VVWRJUBEIPHGQF-UHFFFAOYSA-N propan-2-yl n-propan-2-yloxycarbonyliminocarbamate Chemical compound CC(C)OC(=O)N=NC(=O)OC(C)C VVWRJUBEIPHGQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000001042 pteridinyl group Chemical group N1=C(N=CC2=NC=CN=C12)* 0.000 description 1
- 125000000561 purinyl group Chemical group N1=C(N=C2N=CNC2=C1)* 0.000 description 1
- 125000003373 pyrazinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003226 pyrazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002098 pyridazinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004076 pyridyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000714 pyrimidinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000168 pyrrolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 125000002943 quinolinyl group Chemical group N1=C(C=CC2=CC=CC=C12)* 0.000 description 1
- 125000001567 quinoxalinyl group Chemical group N1=C(C=NC2=CC=CC=C12)* 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 125000002914 sec-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000011896 sensitive detection Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 description 1
- 235000017281 sodium acetate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000004759 spandex Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000001113 thiadiazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000335 thiazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001544 thienyl group Chemical group 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 125000004306 triazinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001425 triazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D293/00—Heterocyclic compounds containing rings having nitrogen and selenium or nitrogen and tellurium, with or without oxygen or sulfur atoms, as the ring hetero atoms
- C07D293/10—Heterocyclic compounds containing rings having nitrogen and selenium or nitrogen and tellurium, with or without oxygen or sulfur atoms, as the ring hetero atoms condensed with carbocyclic rings or ring systems
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
- G01N21/643—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes" non-biological material
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
- G01N21/6456—Spatial resolved fluorescence measurements; Imaging
- G01N21/6458—Fluorescence microscopy
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
- C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
- C09K2211/1003—Carbocyclic compounds
- C09K2211/1007—Non-condensed systems
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
- C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
- C09K2211/1003—Carbocyclic compounds
- C09K2211/1011—Condensed systems
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
- C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
- C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
- C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
- C09K2211/1044—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing two nitrogen atoms as heteroatoms
- C09K2211/1055—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing two nitrogen atoms as heteroatoms with other heteroatoms
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
- G01N2021/6432—Quenching
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
- Plural Heterocyclic Compounds (AREA)
Abstract
本发明公开了一种下式(I)所示的荧光传感材料,所述荧光材料在与有机砷接触时,其荧光会发生增强或淬灭现象。而这种材料对常见的干扰气体如有机溶剂(几千到几万ppm)等没有明显响应。通过荧光材料对检测样品的不同识别效果实现了对剧毒性有机砷的高灵敏度检测。
Description
技术领域
本发明属于荧光材料制备技术领域,具体涉及一种荧光传感材料及其制备方法和其在有机砷检测中的应用。
背景技术
由于自然和人为活动,砷化物广泛存在于土壤,水,空气和生物中。许多含砷化合物,无论是无机还是有机砷,都具有高毒性,并通过各种方式严重影响人类的健康。在大气所含有的砷化物中,有机砷(例如三甲基砷)是非常重要的监测对象,可通过微生物代谢从土壤中释放出来。因此,对有机砷的敏感检测不仅是健康和环境监测的需要,而且还有助于确定土壤甚至砷矿中砷的分布。鉴于砷类物质对人类和环境安全的高危毒性,开发可实时监测有机砷的传感器具有重要的意义。但是,目前现有的砷物种检测技术主要依靠大型仪器完成,例如电热原子吸收光谱法(ET-AAS)、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)、电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)等。然而,这些检测方法通常操作复杂,移动不便,成本高。与这些方法相比,荧光传感技术是一种快速,便携,低成本的技术。由于缺少能够与有机砷牢固结合并同时触发敏感荧光信号响应的特定分子识别单元,目前尚无可用于检测溶液中或气相中有机砷的荧光传感器的报道。因此,开发具有高灵敏度的荧光传感器,用于实现对有机砷类物质的实时监测,具有非常重要的科学意义和实用价值。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供了一种下式(I)所示的化合物:
式(I)中,R1、R2相同或者不相同,彼此独立地选自氢、C1-20烷基中的一种;R3、R4相同或者不相同,彼此独立地选自氢、C1-20烷基、C1-20烷氧基、-NHC1-20烷基、-N(C1-20烷基)2、-COOC1-20烷基、3-20元杂芳基中的一种;n、m、z、r、s相同或者不相同,彼此独立的选自0-20的整数,其中,n、z和s中至少一个不为0,m、r中至少一个不为0;q为1-10的整数。
根据本发明的实施方案,所述化合物是一种荧光化合物,具体的可以用于有机砷类化合物的检测。
其中,所述有机砷类化合物例如选自三烷基砷(示例性地,可以为三甲基砷,三乙基砷,甲基二乙基砷,二甲基乙基砷)。优选为三甲基砷。
根据本发明的实施方案,n、m、z、r、s可以相同或者不同,彼此独立的选自1-10的整数。
根据本发明的实施方案,R1、R2相同或不同,彼此独立地选自C1-12烷基;R3、R4相同或不同,彼此独立地选自C1-12烷基、C1-12烷氧基、-N(C1-6烷基)2、-NHC1-6烷基、-COOC1-6烷基、3-8元杂芳基;n、m、z、r、s相同或不同,彼此独立的选自1-6的整数。
根据本发明的实施方案,R1、R2相同或者不同,彼此独立地选自下列基团:
根据本发明的实施方案,R3、R4相同或者不同,彼此独立地选自下列基团:
其中,标注*的一端为基团相连接的位置。
根据本发明的实施方案,R1、R2均为己基,R3、R4均为仲丁氧基,n=1、m=1、z=1、r=、s=1、q=1。
本发明还提供了上述式(I)所示的化合物的制备方法,所述方法包括以下步骤:
(I-1)将化合物1与联硼酸频那醇酯反应得到中间体2;
(I-2)将步骤(I-1)的产物中间体2与4,7-二溴苯并噻二唑反应得到中间体3;
(I-3)将步骤(I-2)的产物中间体3与联硼酸频那醇酯反应得到中间体4;
(I-4)将步骤(I-3)的产物中间体4与2,7-二溴-9,9-烷基芴反应得到中间体5;
(I-5)将步骤(I-1)的产物中间体2经过多步Suzuki-Miyaura反应得到化合物6;
(I-6)将所得化合物6用硼氢化钠还原,得到中间体7;
(I-7)将步骤(I-6)的产物中间体7与二氧化硒反应得到式(I)所示的化合物;
上述步骤(I-5)中,所述多步Suzuki-Miyaura反应就是将上述硼酯化反应(即步骤(I-1)或步骤(I-3)的反应)和偶联反应(即步骤(I-2)或步骤(I-4)的反应)交叉进行、通过多步操作得到产物化合物6。
上述步骤(I-1)、(I-3)中,所述反应在催化剂体系中进行,所述催化剂体系包括醋酸盐(醋酸钾、醋酸钠)和[1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯。示例性地,相对于1当量的原料化合物,醋酸盐的添加量为1~10当量,[1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯的添加量为0.05~0.6当量。
上述步骤(I-1)、(I-3)中,所述反应在惰性气体保护下进行,反应温度为60~100℃;例如,可以为60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃或100℃。
上述步骤(I-2)、(I-4)中,所述反应在催化剂体系中进行,所述催化剂体系包括四(三苯基膦)钯和碳酸盐(碳酸钾、碳酸钠或碳酸铯)。示例性的,相对于1当量的原料化合物,四(三苯基膦)钯的添加量为0.05~0.6当量,碳酸盐的添加量为1~10当量。
上述步骤(I-2)、(I-4)中,所述反应在惰性气体保护下进行,反应温度为60~100℃;例如,可以为60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃或100℃。
步骤(I-5)中,多步操作时的投料量和操作步骤同上。
例如,当q=1时,
a.通过中间体2交替重复步骤(I-2)和(I-1)的条件n次;
b.将步骤a中得到的产物交替重复步骤(I-4)和(I-3)的条件m次;
c.将步骤b中得到的产物交替重复步骤(I-2)和(I-1)的条件z次;
d.将步骤c中得到的产物交替重复步骤(I-4)和(I-3)的条件r次;
e.将步骤d中得到的产物交替重复步骤(I-2)和(I-1)的条件s次;
f.将步骤e中得到的产物与化合物1反应重复步骤(I-1)的条件一次,即可得到q=1的式(6)化合物;
当q>1时,则将制备q=1的产物的方法重复q次,然后重复步骤f一次,即可得到q>1的式(6)化合物,其中,m、n、q、z、r、s具有上述定义。
上述步骤(I-5)中所述重复任一步骤的条件,是指该重复操作中,除了不包括化学反应式箭头左侧的中间体以外,其它条件一律相同。
上述步骤(I-6)中,相对于1当量的原料化合物,硼氢化钠的添加量为10~100当量,优选为30当量。
上述步骤(I-6)中,反应温度为-10~30℃,优选为0℃。
上述步骤(I-7)中,相对于1当量的原料化合物,二氧化硒的的添加量为10-50当量,优选为26当量。
上述步骤(I-7)中,反应温度为20~35℃,优选为30℃。
本发明中,当量是指摩尔数。
本发明还提供一种有机荧光纳米纤维聚集体,包含如式(I)所示的化合物。
根据本发明的实施方案,所述有机荧光纳米纤维聚集体具有束状结构。
本发明还提供所述有机荧光纳米纤维聚集体的制备方法,包括将如式(I)所示的化合物经分子间自组装,得到所述有机荧光纳米纤维聚集体。
根据本发明的实施方案,所述有机荧光纳米纤维聚集体的荧光量子产率为25~35%,示例性地为25%、26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、34%或35%。
根据本发明,所述分子间自组装是通过将化合物与其良溶剂与不良溶剂的混合物接触实现。
优选地,化合物与其良溶剂与不良溶剂的混合物接触包括先将化合物溶解在其良溶剂中,然后加入其不良溶剂,静置。
根据本发明的实施方案,所述良溶剂选自选自氯仿、二氯甲烷、乙酸乙酯中的至少一种。
根据本发明的实施方案,所述不良溶剂选自甲醇、正己烷、乙腈中的至少一种。
根据本发明的实施方案,所述良溶剂与不良溶剂的体积比优选为1:5~1:20。
本发明还提供一种荧光材料,所述荧光材料包含上述的式(I)所示的化合物或上述的有机荧光纳米纤维聚集体。
本发明还提供一种试剂盒,所述试剂盒包含上述的荧光材料。
本发明提供了所述荧光材料的应用,其用于有机砷类化合物的检测。
其中,所述有机砷类化合物例如选自三烷基砷(示例性地,可以为三甲基砷,三乙基砷,甲基二乙基砷,二甲基乙基砷)。
具体的,包含如式(I)所示的化合物的荧光材料用于检测三甲基砷。
本发明还提供了一种检测有机砷类化合物的方法,所述方法包括:
1)将所述荧光材料与有机砷类化合物接触,对有机砷类化合物进行检测。
根据本发明的实施方案,被检测的有机砷类化合物的浓度范围可以为30ppb到500ppm。
根据本发明的实施方案,所述方法进一步包括以下步骤:
2)对检测获得的荧光强度结果进行分析,以确定其灵敏度。
其中,所述有机砷类化合物例如选自三烷基砷(示例性地,可以为三甲基砷,三乙基砷,甲基二乙基砷,二甲基乙基砷)。
有益效果
1.本发明中,所述荧光材料在与有机砷接触时,其荧光会发生增强或淬灭现象。所述的微量的有机砷的蒸气的浓度为ppb~ppm级别,而这种材料对常见的干扰气体如有机溶剂(几千到几万ppm)等没有明显响应,鉴于此,本发明所述检测方法对于有机砷的检测具有很强的实用性。
2.本发明中的荧光材料稳定性强、荧光量子产率高、应用前景广泛;
3.本发明提供了一种灵敏、简便、快速检测有机砷类物质的方法。通过荧光材料对检测样品的不同识别效果实现了对剧毒性有机砷的高灵敏度检测。
术语定义和说明
除非另有说明,本申请说明书和权利要求书中记载的基团和术语定义,包括其作为实例的定义、示例性的定义、优选的定义、表格中记载的定义、实施例中具体化合物的定义等,可以彼此之间任意组合和结合。这样的组合和结合后的基团定义及化合物结构,应当属于本申请记载和保护的范围。
本申请说明书和权利要求书记载的数值范围,当该数值范围被定义为“整数”时,应当理解为记载了该范围的两个端点以及该范围内的每一个整数。例如,“0~10的整数”应当理解为记载了0、1、2、3、4、5、6、7、8、9和10的每一个整数。当该数值范围被定义为“数”时,应当理解为记载了该范围的两个端点、该范围内的每一个整数以及该范围内的每一个小数。例如,“0~10的数”应当理解为不仅记载了0、1、2、3、4、5、6、7、8、9和10的每一个整数,还至少记载了其中每一个整数分别与0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9的和。
应当理解,本文在描述取代基时使用的一个、两个或更多个中,“更多个”应当是指≥3的整数,例如3、4、5、6、7、8、9或10。
术语“C1-20烷基”应理解为表示具有1~20个碳原子的直链或支链饱和一价烃基。例如,“C1-12烷基”表示具有1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12个碳原子的直链和支链烷基,“C1-6烷基”表示具有1、2、3、4、5或6个碳原子的直链和支链烷基。所述烷基是例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、异丙基、异丁基、仲丁基、叔丁基、异戊基、2-甲基丁基、1-甲基丁基、1-乙基丙基、1,2-二甲基丙基、新戊基、1,1-二甲基丙基、4-甲基戊基、3-甲基戊基、2-甲基戊基、1-甲基戊基、2-乙基丁基、1-乙基丁基、3,3-二甲基丁基、2,2-二甲基丁基、1,1-二甲基丁基、2,3-二甲基丁基、1,3-二甲基丁基或1,2-二甲基丁基等或它们的异构体。
所述“烷氧基”是指氧原子直接与碳原子相连形成的基团。
术语“3-20元杂芳基”应理解为包括这样的一价单环、双环或三环芳族环系:其具有3~20个环原子且包含1-5个独立选自N、O和S的杂原子,例如“3-14元杂芳基”。术语“3-14元杂芳基”应理解为包括这样的一价单环、双环或三环芳族环系:其具有3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14个环原子,特别是5或6或9或10个碳原子,且其包含1-5个,优选1-3各独立选自N、O和S的杂原子并且,另外在每一种情况下可为苯并稠合的。特别地,杂芳基选自噻吩基、呋喃基、吡咯基、恶唑基、噻唑基、咪唑基、吡唑基、异恶唑基、异噻唑基、恶二唑基、三唑基、噻二唑基、噻-4H-吡唑基等以及它们的苯并衍生物,例如苯并呋喃基、苯并噻吩基、苯并恶唑基、苯并异恶唑基、苯并咪唑基、苯并三唑基、吲唑基、吲哚基、异吲哚基等;或吡啶基、哒嗪基、嘧啶基、吡嗪基、三嗪基等,以及它们的苯并衍生物,例如喹啉基、喹唑啉基、异喹啉基等;或吖辛因基、吲嗪基、嘌呤基等以及它们的苯并衍生物;或噌啉基、酞嗪基、喹唑啉基、喹喔啉基、萘啶基、蝶啶基、咔唑基、吖啶基、吩嗪基、吩噻嗪基、吩恶嗪基等。当所述3-20元杂芳基与其它基团相连构成本发明的化合物时,可以为3-20元杂芳基环上的碳原子与其它基团相连,也可以为3-20元杂芳基环上的杂原子与其它基团相连。当所述3-20元杂芳基被取代时,其可以为单取代或者多取代。并且,对其取代位点没有限制,例如可以为杂芳基环上与碳原子相连的氢被取代,或者杂芳基环上与杂原子相连的氢被取代。当杂芳基中含有N原子时,所述3-20元杂芳基还可以被氧化为其氮氧化物。
除非另有说明,本发明使用的术语“惰性气体”包括对反应呈惰性的气体,例如氮气和稀有气体。
附图说明
图1为本发明实施例1化合物A的核磁数据谱图。
图2为本发明实施例1化合物A的低分辨质谱谱图(离子源为MALDI-TOF)。
图3为化合物A在氯仿单体溶液和聚集体的紫外-可见吸收光谱图。
图4为化合物A在氯仿单体溶液和聚集体的荧光光谱图。
图5为化合物A在氯仿:甲醇(1:10)条件下自组装形成的聚集体颗粒的扫描电子显微镜图片。
图6为化合物A在氯仿:甲醇(1:10)条件下自组装形成的聚集体颗粒的荧光显微镜图片。
图7为化合物A在氯仿:甲醇(1:10)条件下自组装形成的聚集体颗粒聚集体,对不同浓度三甲基砷的荧光变化时序(a)及强度变化(b)图。
图8为化合物A在氯仿:甲醇(1:10)条件下自组装形成的聚集体颗粒聚集体,对不同浓度1,4-二氧六环的荧光变化时序图。
图9为化合物A在氯仿:甲醇(1:10)条件下自组装形成的聚集体颗粒聚集体,对不同浓度水的荧光变化时序图。
图10为化合物A在氯仿:甲醇(1:10)条件下自组装形成的聚集体颗粒聚集体,对不同浓度氯仿的荧光变化时序图。
图11为化合物A在氯仿:甲醇(1:10)条件下自组装形成的聚集体颗粒聚集体,对不同浓度乙醇的荧光变化时序图。
图12为化合物A在氯仿:甲醇(1:10)条件下自组装形成的聚集体颗粒聚集体,对不同浓度正己烷的荧光变化时序图。
具体实施方式
下文将结合具体实施例对本发明的技术方案做更进一步的详细说明。应当理解,下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明,而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。
除非另有说明,以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品,或者可以通过已知方法制备。
实施例1
制备具有如下分子式的分子A。
(1)向250ml圆底烧瓶中加入6.0克4-溴苯酚,3克的(S)-2-丁醇,10.8克三苯基膦和100毫升四氢呋喃,Ar保护下冰浴至0℃,之后慢加入8.4克偶氮二甲酸二异丙酯,升至室温,搅拌5小时,柱层析分离得到1-溴-4-((R)-仲丁氧基)苯;
(2)向250ml圆底烧瓶中加入步骤(1)得到的产物5.8克,向其中加入8.0克的联硼酸频那醇酯,7.6克醋酸钾和1克1,1'-二(二苯膦基)二茂铁二氯化钯(II),100毫升1,4-二氧六环,Ar保护下80℃过夜反应,柱层析分离后得到2-(4-((R)-仲丁氧基)苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷;
(3)向100ml圆底烧瓶中加入步骤(2)得到的产物3克,3.8克4,7-二溴苯并噻二唑,0.6克四(三苯基膦)钯,4.4克碳酸钾,40毫升1,4-二氧六环和8毫升水,Ar保护下80℃过夜反应,柱层析分离后得到4-溴-7-(4-((R)-仲丁氧基)苯基)苯并噻二唑;
(4)向100ml圆底烧瓶中加入步骤(3)得到的产物2克,向其中加入1.7克的联硼酸频那醇酯,1.6克醋酸钾和0.2克1,1'-二(二苯膦基)二茂铁二氯化钯(II),30毫升1,4-二氧六环,Ar保护下80℃过夜反应,柱层析分离后得到4-(4-((R)-仲丁氧基)苯基)-7-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼杂环戊烷基)苯并噻二唑;
(5)向100ml圆底烧瓶中加入步骤(4)得到的产物1克,1.5克2,7-二溴-9,9-烷基芴,140毫克四(三苯基膦)钯,1.0克碳酸钾,20毫升1,4-二氧六环和4毫升水,Ar保护下80℃过夜反应,柱层析分离后得到4-(7-溴-9,9-二己基-芴)-7-(4-((R)-仲丁氧基)苯基)苯并噻二唑;
(6)向100ml圆底烧瓶中加入步骤(5)得到的产物0.6克,向其中加入0.5克的联硼酸频那醇酯,0.5克醋酸钾和0.05克1,1'-二(二苯膦基)二茂铁二氯化钯(II),20毫升1,4-二氧六环,Ar保护下80℃过夜反应,柱层析分离后得到4-(4,4-(4-(仲丁氧基)苯基)-7-(9,9-二己基-7-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧苯并呋喃-2-基)-9H-芴-2-基)苯并[c][1,2,5]噻二唑。
(7)向100ml圆底烧瓶中加入步骤(6)得到的产物0.51克,101毫克4,7-二溴苯并噻二唑,87毫克四(三苯基膦)钯,0.5克碳酸钾,20毫升1,4-二氧六环和4毫升水,Ar保护下80℃过夜反应,柱层析分离后得到4,7-双(7-(7-(4-(仲丁氧基)苯基)苯并[c][1,2,5]噻二唑-4-基)-9,9-二己基-9H-芴-2-基)苯并[c][1,2,5]噻二唑。
(8)向100ml圆底烧瓶中加入200毫克步骤(7)得到的产物,10毫升四氢呋喃,11毫升乙醇,Ar保护下冰浴至0℃,之后加入114毫克硼氢化钠,然后将混合物回流直至溶液的黄色荧光消失。蒸发溶剂,加入水/二氯甲烷萃取;后用盐水洗涤,并用无水硫酸钠干燥,蒸发溶剂获得中间体4,4”-(9,9-二己基-9H-芴-2,7-二基)双(4'-((R)-仲丁氧基)-2,3-二氢-[1,1'-联苯]-2,3-二胺)。
(9)向100ml圆底烧瓶中加入步骤(8)中150mg获得的中间体固体,10毫克四氢呋喃,11毫升乙醇,Ar保护下搅拌,之后加入5毫升含有333毫克二氧化硒的热水溶液,并将混合物在室温(约30℃)搅拌2小时。经柱层析分离后得到产物A;核磁氢谱如图1所示,质谱如图2所示。
(10)将步骤(9)得到的芴衍生物产物A固体取12毫克溶于2毫升氯仿溶液中,待其溶解完全后取出100微升溶液加入到1毫升的甲醇,迅速搅拌后静置20h,通过自组装得到有机半导体束状纳米纤维聚集体的悬浮液。荧光光谱显示该材料在560nm处有荧光,紫外-可见吸收光谱和荧光光谱均显示,材料A的聚集体相对于单体溶液(即产物A)没有明显波长移动如图3,4所示;
用移液枪吸取少量材料A滴在硅片上,真空干燥。之后用莱卡离子溅射仪喷金,具体为将粒径为10纳米的铂粒子负载在材料的表面,之后用扫描电子显微镜观察形貌,SEM图像如图5所示,该材料为束状纳米纤维结构。
荧光量子产率的测定方法:
将有机荧光束状纳米纤维聚集体样品滴在聚四氟乙烯薄膜上,通过测定样品的荧光激发光谱,选取最佳激发波长。
测量用的仪器为Hamamatsu C11247荧光量子产率光谱仪。
测试选取单波长扫描模式,在最佳激发波长下测定样品荧光量子产率,每一样品滴3个膜片做平行测试,取均值。
基于以上方法,取少量由该纳米材料放置于测量荧光量子产率分析仪中,如图6测得荧光量子产率约为26%。
实施例2
将实施例1制备得到的由分子结构A自组装得到的束状纳米纤维聚集体组成的膜用于荧光法检测有机砷。
将由分子结构A自组装得到的束状纳米纤维聚集体涂覆于自制的石英管中,然后装入实验室自主研发的检测设备中,使用385纳米激发光源激发该微米球聚集体,对560-600nm处光强进行积分,将光强与时间作图。用10毫升的注射器吸取不同浓度的三甲基砷的蒸汽,以1毫升/秒的速度向石英管中吹入,检测结果显示,不同浓度的三甲基砷吹入均导致荧光淬灭(如图7所示)。基于此,我们利用材料A实现对有机砷的高灵敏度检测。
实施例3
为了显示实施例1的分子A自组装得到的束状聚集体颗粒对有机砷的选择性响应,利用实施例2同样的仪器及同样的吹入检测方法。将实施例1的分子A自组装得到的聚集体颗粒材料暴露在常见的几种可能导致荧光增强或淬灭的干扰物中,观察其荧光强度的变化。干扰物(1,4-二氧六环、水、氯仿、乙醇、正己烷)对聚集体材料A荧光的影响不明显(如图8,9,10,11,12所示)。
以上,对本发明的实施方式进行了说明。但是,本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种有机荧光纳米纤维聚集体,其特征在于,所述有机荧光纳米纤维聚集体包括式(I)所示结构的化合物:
;
(I);
式(I)中,n=1、m=1、z=1、r=1、s=1、q=1;R1、R2相同或者不同,彼此独立地选自下列基团:
;
R3、R4相同或者不同,彼此独立地选自下列基团:
;
其中,标注*的一端为基团相连接的位置。
2.根据权利要求1所述的有机荧光纳米纤维聚集体,其特征在于,所述化合物是一种荧光化合物。
3.根据权利要求1所述的有机荧光纳米纤维聚集体,其特征在于,R1、R2均为己基,R3、R4均为仲丁氧基,n=1、m=1、z=1、r=1、s=1、q=1。
4.权利要求1-3任一项所述的有机荧光纳米纤维聚集体,其特征在于,所述有机荧光纳米纤维聚集体为所述化合物的分子间自组装物。
5.权利要求1-3任一项所述的有机荧光纳米纤维聚集体,其特征在于,所述式(I)所示结构的化合物通过包括以下步骤的方法制备得到:
(I-1)将化合物1与联硼酸频那醇酯反应得到中间体2;
;
(I-2)将步骤(I-1)的产物中间体2与4,7-二溴苯并噻二唑反应得到中间体3;
;
(I-3)将步骤(I-2)的产物中间体3与联硼酸频那醇酯反应得到中间体4;
;
(I-4)将步骤(I-3)的产物中间体4与2,7-二溴-9,9-烷基芴反应得到中间体5;
;
(I-5)将步骤(I-1)的产物中间体2经过多步Suzuki-Miyaura反应得到化合物6;
;
(I-6)将所得化合物6用硼氢化钠还原,得到中间体7;
;
(I-7)将步骤(I-6)的产物中间体7与二氧化硒反应得到式(I)所示的化合物;
;
上述步骤(I-5)中,所述多步Suzuki-Miyaura反应就是将上述硼酯化反应,即步骤(I-1)或步骤(I-3)的反应,和偶联反应,即步骤(I-2)或步骤(I-4)的反应,交叉进行、通过多步操作得到产物化合物6。
6.一种荧光材料,其特征在于,所述荧光材料包含权利要求1-5任一项所述的有机荧光纳米纤维聚集体。
7.一种试剂盒,其特征在于,所述试剂盒包含权利要求6所述的荧光材料。
8.权利要求6所述的荧光材料的应用,其特征在于,所述荧光材料用于有机砷类化合物的检测。
9.一种检测有机砷类化合物的方法,其特征在于,所述方法包括:
1)将权利要求6所述的荧光材料与有机砷类化合物接触,对有机砷类化合物进行检测。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
2)对检测获得的荧光强度结果进行分析,以确定其灵敏度。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110809499.0A CN115611827B (zh) | 2021-07-15 | 2021-07-15 | 荧光传感材料及其制备方法和在有机砷检测中的应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110809499.0A CN115611827B (zh) | 2021-07-15 | 2021-07-15 | 荧光传感材料及其制备方法和在有机砷检测中的应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115611827A CN115611827A (zh) | 2023-01-17 |
CN115611827B true CN115611827B (zh) | 2024-05-14 |
Family
ID=84855441
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110809499.0A Active CN115611827B (zh) | 2021-07-15 | 2021-07-15 | 荧光传感材料及其制备方法和在有机砷检测中的应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115611827B (zh) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1389488A (zh) * | 2002-06-20 | 2003-01-08 | 华南理工大学 | 含硒杂环化合物的聚合物及其在制备发光材料中的应用 |
CN1731901A (zh) * | 2005-05-31 | 2006-02-08 | 华南理工大学 | 一种有机/高分子顶发射发光器件及其应用 |
CN101429274A (zh) * | 2008-09-17 | 2009-05-13 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 含磷酸酯基团的聚芴类单一组分白光高分子材料及制法和应用 |
-
2021
- 2021-07-15 CN CN202110809499.0A patent/CN115611827B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1389488A (zh) * | 2002-06-20 | 2003-01-08 | 华南理工大学 | 含硒杂环化合物的聚合物及其在制备发光材料中的应用 |
CN1731901A (zh) * | 2005-05-31 | 2006-02-08 | 华南理工大学 | 一种有机/高分子顶发射发光器件及其应用 |
CN101429274A (zh) * | 2008-09-17 | 2009-05-13 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 含磷酸酯基团的聚芴类单一组分白光高分子材料及制法和应用 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Integrative self-assembly of covalent organic frameworks and fluorescent molecules for ultrasensitive detection of a nerve agent simulant;Yanjun Gong等;SCIENCE CHINA Materials.;第64卷(第5期);1189-1196 * |
Synthesis and Optical and Electroluminescent Properties of Novel Conjugated Copolymers Derived from Fluorene and Benzoselenadiazole;Renqiang Yang 等;Macromolecules;第36卷;7453-7460 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115611827A (zh) | 2023-01-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110590704B (zh) | 荧光传感材料及其制备方法以及在高灵敏度区分检测化学战剂方面的应用 | |
CN109776290B (zh) | 一种基于硫-π相互作用检测芥子气模拟物的荧光材料及其制备方法和应用 | |
CN110204693B (zh) | 基于三苯胺衍生物的高分子共价有机骨架聚合物及制备方法与应用 | |
CN110204564B (zh) | 一种检测氰根离子的荧光探针及其制备方法和应用 | |
Tan et al. | 4-(N, N-Dimethylamine) benzonitrile (DMABN) derivatives with boronic acid and boronate groups: new fluorescent sensors for saccharides and fluoride ion | |
CN111187256B (zh) | 一种三嗪三吡唑化合物及其制备方法和应用 | |
CN110330497B (zh) | 一种碟烯-苝二酰亚胺衍生物及其合成方法和对气相挥发性芳香烃的传感应用 | |
CN115611827B (zh) | 荧光传感材料及其制备方法和在有机砷检测中的应用 | |
CN107759504B (zh) | 一种固液态均具较强荧光的双相有机荧光材料及制备方法 | |
CN110092773A (zh) | 一种氧杂蒽类衍生物及其制备方法和应用 | |
CN101666748A (zh) | 一种荧光检测水相中tnt的新方法 | |
CN113717134B (zh) | 一种检测氟离子的比率荧光探针及其制备方法 | |
Wright et al. | Synthesis and Conformational Characterisation of Hexameric β‐Peptide Foldamers by Using Double POAC Spin Labelling and cw‐EPR | |
CN113563249B (zh) | 一种基于方酸菁的比率型荧光探针及其制备方法与应用 | |
CN113121589B (zh) | 一种基于1,8-萘二甲酰亚胺的有机材料、有机-无机杂化纳米材料及制备方法和应用 | |
Kledzik et al. | Cu (II) recognition materials: Fluorophores grafted on mesoporous silica supports | |
CN116003346B (zh) | 高选择性检测二甲硫醚的荧光材料及其制备方法和应用 | |
CN109894103B (zh) | 使用共轭聚合物和氮化硼复合材料吸附二氧化碳及监测其缓慢释放的方法 | |
CN116609301A (zh) | 荧光传感材料阵列的制备方法和应用 | |
CN113121566B (zh) | 一种芘衍生物荧光分子及其制备方法和应用 | |
CN106893080A (zh) | 一类基于苯并[5]螺烯的共轭聚合物及其制备方法和应用 | |
CN113087731B (zh) | 一种对三乙胺响应的双氟硼荧光染料的制备方法及应用 | |
Hao et al. | Preparation and spectroscopic studies of an inclusion complex of adenine with β-cyclodextrin in solution and in the solid state | |
CN115677657B (zh) | 噻蒽衍生物、使用其制备的氧气传感薄膜器件及其应用 | |
CN117304919A (zh) | 一种选择性区分检测沙林的有机荧光传感阵列及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |