[发明专利]一种含稀土铕的化合物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了含稀土铕的化合物，其化学式如下，R为以下四种配体中的任意一种：tta，hfac，btfac，tfac。本发明还公开了含稀土铕的化合物的制备方法，以及在荧光开关和离子检测中的应用。本发明化合物具有优异的荧光开关性能和离子检测性能，该化合物可作为含有常见过渡金属、碱金属及碱土金属离子的体系中Ce^4+/3+离子的检测试剂。

技术领域

本发明涉及稀土铕技术领域，具体涉及一种含稀土铕的化合物，该化合物的制备方法，含稀土铕的荧光材料制备方法。

背景技术

金属离子广泛存在于大自然中，是环境、医学、生物、地质、化学等等学科的关注对象，因此对金属离子的识别和检测具有重要的意义。目前，对金属离子的检测方法主要包括两个方面：直接法和间接法。直接法有原子吸收/发射光谱、高效液相色谱、电化学、电感耦合等离子体质谱等。这些方法比较成熟但是也有一定的局限性，比如需要高温离子化部件、测试时间长、仪器复杂、测试前样品需要预处理和标样等。间接法是通过被检测的金属离子与检测试剂直接产生相互作用，使得一些物理性质发生变化，通过表征这些物理信号达到识别金属离子的目的。

荧光传感器是一类具有识别基团和荧光基团的物质，当分析对象被识别时，传感器的荧光强度、寿命、发射光位置、荧光量子产率等光物理信号会发生变化，利用对不同分析对象的光物理信号的响应强度差异来识别检测对象。这种利用不同金属离子对材料光物理信号的不同响应来检测某种特定的金属离子的方法具有高灵敏性、高选择性、时间分辨和实时原位等优点，因此成为一个研究热点。荧光传感器近年来已经被应用于环境和生物体中检测金属离子(Liu,et al.,JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY B,2014,2(12),1661-1666；ANALYTICA CHIMICA ACTA,2016,912,139-145.)。

铈是镧系元素地壳中含量最多的元素，约0.0046％。在科学研究和工业生产中广泛涉猎，特别是在工业催化剂、农用光转换薄膜、生物医药等工业生产领域都有实际的应用。近期研究发现，生命体系新陈代谢产生的活性氧(如H₂O₂、·O₂)和活性氮物质(如·NO)对人类健康有极大的危害，例如会引起帕金森综合症、心血管疾病、癌症等(Pirmohamed,etal.,Chemical Coummunication,2010,46,2736-2738；Dowding,et al.,ChemicalCoummunication,2012,48,4896-4898.)。而这些自由基通常是通过各种生物酶来自然降解。Ce³⁺作为抗氧化剂，能通过与H₂O₂或HO·反应生产Ce⁴⁺离子而改变很多生物化学反应的平衡，从而改变RNA和DNA的代谢、基因的表达、很多疾病的信号传导等等，对生命科学的研究十分重要。Ce⁴⁺具有强氧化性，能氧化很多无机和有机物，在科学研究中通常被用作氧化试剂。因此，对体系中含有的极少量Ce^4+/3+进行选择性识别，开发高灵敏性、高选择性的检测试剂对工业生产和科学研究都显得尤为重要。原子吸收/发射光谱、高效液相色谱、电感耦合等离子体质谱等直接检测Ce^4+/3+离子的方法耗时长、对仪器和测试环境的要求比较高、价格也相对较高。荧光传感器高灵敏性、高选择性、时间分辨、实时原位、价格较低等特点显得优势明显。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含稀土铕的化合物及其制备方法，其具有优异的荧光开关性能和离子检测性能。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明公开了含稀土铕的化合物，其化学式如下式I所示，

式I中，R为以下四种配体中的任意一种：tta，hfac，btfac，tfac，其化学式如下：