[发明专利]一种1,8-萘酰亚胺类硫化氢荧光分子探针的制备和应用

说明书

本发明公开了一种1,8‑萘酰亚胺类硫化氢荧光分子探针的制备方法及其在硫化氢识别和检测中的应用。本发明的探针以N‑(对苯甲基)‑4‑羟基‑1,8‑萘酰亚胺为荧光母体，2,4‑二硝基苯醚为识别基团，得到具有双识别位点的荧光分子探针，硫化氢通过硫解2,4‑二硝基苯醚使荧光团暴露出羟基，从而实现荧光强度的增强(超过30倍)。本发明所述荧光分子探针具有光化学性质稳定、荧光量子产率高及价格经济便宜等优点，特异性识别硫化氢，不受Na⁺、Ca²⁺、NO₂^‑、H₂O₂、ClO^‑、HSO₄^‑、CN₂H₄S、HSO₃^‑、S₂O₅^2‑、S₂O₈^2‑等离子的干扰，线性检测范围增加至0‑40μmmol/L，可用于河水、雨水、饮用水、钻井液、沼泽液等高浓度硫化氢的定量检测，具有潜在的实际应用价值。

技术领域

本发明属于化学分析检测技术领域，具体涉及一种新型1,8-萘酰亚胺类硫化氢荧光分子探针的制备方法及其在硫化氢识别和检测中的应用。

背景技术

作为三大气体分子之一，硫化氢(H₂S)与人体健康、植物生长和环境问题密切相关。就人类健康而言，细胞内H₂S在消化系统、神经系统、心血管系统和泌尿系统的调节中起着重要作用，H₂S浓度失衡会导致动脉和肺动脉高压、阿尔茨海默病、骨损伤、肝硬化等疾病。外源性H₂S也被认为是仅次于氰化物的剧毒品，低浓度的H₂S可以调节植物体内渗透压调节因子的含量，维持植物自身的水分平衡。此外，硫化氢还会腐蚀金属设备，加速非金属材料的老化。因此，对硫化氢浓度的检测具有重要意义，探索更为灵敏的检测方法已引起人们的重视。

近年来，人们探索了几种检测硫化氢的方法，如碘量法、亚甲基蓝法、色谱法、荧光分子探针法和电化学分析法。荧光分子探针具有选择性好、灵敏度高、操作方便等优点，为硫化氢检测提供了一种有效的方法。目前，已经合成了几种检测硫化氢的荧光分子探针，其中大多数是基于香豆素、罗丹明、荧光素、萘酰亚胺、硼二吡咯烷染料(BODIPY)和苯并噻唑等著名荧光团。作为典型的D-π-A荧光染料，1,8-萘酰亚胺类化合物得到了广泛的研究。由于其稳定的光化学性质、强烈的荧光、高的荧光量子产率、长的激发和发射波长，被认为是理想的荧光团。以1，8-萘酰亚胺为原料合成了多种荧光分子探针。但它们大多只有一个识别位点，荧光强度与H₂S浓度的线性范围窄(在0-20μmmol/L之间)，限制了其在高浓度H₂S环境中的应用，因此设计新型荧光分子探针、拓宽H₂S的线性检测范围具有重要的意义。

发明内容

针对上述缺点，本发明提供一种1,8-萘酰亚胺类硫化氢荧光分子探针的制备方法及其应用。通过引入更多的受体，制备出具有更宽的线性检测范围的荧光分子探针，可用于钻井液、沼泽液等高浓度硫化氢的定量检测。

为了解决上述技术问题，本发明提出的一种1,8-萘酰亚胺类硫化氢荧光分子探针，所述探针为N-((2,4二硝基苯氧基)苯基)-4-(2,4-二硝基苯氧基)-1,8-萘酰亚胺，记为探针NTE-1，结构式如下：

上述探针的制备方法如下：

(1)中间体化合物1a的合成：

氮气保护下，以4-溴-1,8-萘二甲酸酐和4-氨基苯酚为原料，以无水乙醇为溶剂，回流温度下反应8小时；待原料完全转化后，停止加热，降温冷却；抽滤，洗涤，充分干燥后得到N-(4-羟基苯基)-4-溴-1,8-萘酰亚胺即为化合物1a；