[发明专利]一种基于苯基噻唑和对氰基联苯酚的荧光传感材料及其制备方法和用途

说明书

本发明涉及一种基于苯基噻唑和对氰基联苯酚的荧光传感材料及其制备方法和用途，属于化学荧光传感材料技术领域；本发明采用苯乙酮和硫脲作为基础原料，首先是由苯乙酮和硫脲为基础原料在碘单质作为催化剂的前提下进行反应制备2‑氨基‑4‑苯基噻唑。然后以对氰基联苯酚为基础，在六亚甲基四胺的存在下制备3‑甲酰基‑4‑羟基联苯氰，最后经亲核反应将两者进行结合制备得荧光传感材料；本发明制备的荧光传感材料由于自身的大共轭结构而发射橙红色荧光，对重金属Fe³⁺具有灵敏的选择性识别性能，表现出荧光淬灭，响应时间快,在紫外灯下荧光信号的变化肉眼可见，其他常见金属离子干扰性小。

技术领域

本发明涉及一种基于苯基噻唑和对氰基联苯酚的荧光传感材料及其制备方法和用途，属于化学荧光传感材料技术领域。

背景技术

作为环境中主要污染物的重金属离子一直都是人们关注的焦点。工业生产废水中往往含有大量的重金属离子，处理不当就会对环境造成严重危害。重金属污染物由于不能被微生物所降解，其一旦进入环境或者生态系统中就会长期存留、蓄积，并且其极易被生物体所吸收，不同形态的重金属离子会通过生物的迁徙，富集等方式作用于动植物，最终通过食物链进入人体危害健康。

作为重金属的铁是人体必需微量元素之一。它在人体中分布很广，几乎所有的组织都含有铁。它与健康有着密切的关系。铁是血红蛋白的重要组成成分，是血液中输送氧与交换氧的重要元素，也是许多酶的组成成分和氧化还原反应酶的激活剂。铁缺乏会导致贫血等疾病，但过量的摄入铁也会造成一系列的疾病。流行病学调查和动物学实验研究都表明，体内铁的贮存过多与许多疾病如心脏病、肿瘤、糖尿病、关节炎、骨质疏松症等有关。人类通过不当饮食或者长期饮用含高浓度铁离子的水而摄入过量铁。特别是由于膳食结构的改变、强化食品的过度使用和工艺污染等原因，可通过多种途径使进入体内的铁增加。体内贮存铁过多会增加脂质过氧化，导致氧化与抗氧化失衡，从而破坏DNA而诱导突变。此外，在人体中铁含量的增加还会导致高铁血红蛋白症。环境水体所含铁离子浓度太高时，会导致水体颜色的变化并散播异味，对水生生物也有很大的危害，影响其正常的生长和繁殖。基于对环境和生物健康的保护，水体环境或生物体内铁离子含量的监测是必不可少。

传统的检测铁离子的技术有原子吸收光谱仪，分光光度法和伏安法等技术。这些技术通常需要复杂的仪器设备，繁琐的样品制备过程。相比较而言，光学传感检测技术具有更好的优势， 其易于操作，不需要复杂的仪器，灵敏度高，抗干扰性强，可实现可视化现场检测，是一种高效灵敏的、选择性高的化学痕量分析方法。荧光传感材料是建立在光谱化学和光学波导与测量技术基础上，选择性的将分析对象的化学信息连续转变为分析仪器易测量的荧光信号的一种传感材料。荧光分子探针是建立在光谱化学和光学波导与测量技术基础上，选择性的将分析对象的化学信息连续转变为分析仪器易测量的荧光信号的一种传感材料。具有灵敏度高, 选择性好, 使用方便, 成本低, 不需预处理, 不受外界电磁场影响等优点，近年来，它们在生物活性物质和环境污染检测方面得到了广泛的应用，包括核酸、蛋白质、酶类、重金属离子等。目前已报道的用于检测Fe³⁺的传感材料也有很多，大多数都是基于罗丹明B和香豆素等特定的荧光基团，其中大多数分子体系过大，合成过程复杂；而且在检测过程中有机溶剂引入过多，无法实现生物细胞内Fe³⁺的检测，应用受限。将光学传感材料用于金属离子的选择性识别早于上世纪70年代就有所研究，小分子的荧光传感材料目前己发展得相对比较成熟，含有特定结合位点的传感材料可以与金属离子形成有机配体，基于被测物体与荧光物质之间的特异性相互作用引起的荧光信号的输出形式的改变来实现对特定离子的快速检测。

发明内容

本发明考虑到传统检测技术的限制，目的在于提供一种基于苯基噻唑和对氰基联苯酚的荧光传感材料及其制备方法和用途，能够很好的实现环境水样及生物细胞中痕量Fe³⁺离子的有效检测。具有成本低，合成简单，响应时间快和检测灵敏度高等特点。

本发明采用的技术方案是：