[发明专利]一种具有分子内电荷转移特征的1,4-二甲基喹啉衍生物及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种具有分子内电荷转移特征的1,4‑二甲基喹啉衍生物MQS‑Si及其制备方法与应用。所述MQS‑Si，其结构式如式I所示。MQS‑Si本身无颜色和荧光，但可以选择性的与F^‑离子发生荧光打开反应，由无色的物质生成光学性能优良的体系，大大提高了对F^‑离子的检测灵敏度和选择性。因此，MQS‑Si适用于对F^‑离子进行高选择性和高灵敏度的荧光检测。

技术领域

本发明涉及一种具有分子内电荷转移特征的1,4-二甲基喹啉衍生物MQS-Si及其制备方法与应用，特别涉及其在检测F^-离子中的应用。

背景技术

在所有离子中，F^-的离子半径最小且电荷密度最大。F^-离子参与多种生物过程，并在一些医疗技术中起到十分重要的作用，如F^-离子可以预防龋齿、治疗骨质疏松症等，但F^-离子的过量摄入会引起许多健康问题，导致诸如氟斑牙、氟骨症、不育症、早老性痴呆病、癌症和甲状腺肿等疾病。上述病症主要是由于环境的氟污染，通过水体、空气等途径传播给人类，最终使血液、细胞或组织中的氟含量超标所引起。截止目前，世界上超过2亿人遭受着与氟污染相关的各种疾病的困扰。因此，国际上对饮用水中F^-离子的最大允许浓度(MCL)做出限量规定。中国、世界卫生组织(WHO)和美国环境保护署(EPA)对饮用水中F^-的MCL分别是1.0mg/L、1.5mg/L和4.0mg/L。鉴于上述情况，开发能快速、准确检测饮用水、血液及尿液中F^-离子浓度的分析技术，对于保护人类健康及保护环境具有十分重要的意义。

化学传感器技术因其高灵敏性、高选择性和操作简单等优点逐渐应用于F^-离子的检测。已见报道的F^-离子化学传感器多是基于分子间相互作用，如氢键作用、阴离子-π相互作用和路易斯酸碱相互作用，但已有的大部分F^-离子化学传感器存在检出限较高或只能在纯有机溶剂中对F^-离子进行识别的缺点；另外，含氧的阴离子(如H₂PO₄^-、CH₃COO^-和CO₃^2-等)有时也会干扰F^-离子的选择性检测。因此，发展新型可用于实际样品中F^-离子检测的化学传感器是十分必要和迫切。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种能够高选择性和高灵敏度检测F^-离子的化学传感器分子-MQS-Si。

本发明所提供的MQS-Si，其结构如式I所示：

所述MQS-Si的盐具体为碘盐。

本发明的另一个目的是提供式I所示的MQS-Si的制备方法。

本发明所提供的MQS-Si的制备方法，包括如下步骤(制备流程图见图1)：

1)使1,4-二甲基喹啉-1-碘化物和2-羟基-4-甲基苯甲醛进行反应，得到式Ⅱ所示的MQS-OH；

2)将MQS-OH与叔丁基二苯基氯硅烷进行反应，得到式I所示的MQS-Si。

上述方法步骤1)中，所述反应在碱存在下进行，所述碱具体可为吡啶。

所述反应在溶剂中进行，所述溶剂具体可为甲醇。

具体的，所述步骤1)的反应是将2-羟基-4-甲基苯甲醛加入到1,4-二甲基喹啉-1-碘化物和吡啶的甲醇溶液中进行反应。