[发明专利]一种特异性识别高氯酸铝的化合物及其制备方法与应用

说明书

本发明属于荧光探针材料技术领域，公开了一种特异性识别高氯酸铝的化合物及其制备方法与应用。本发明的特异性识别高氯酸铝的化合物，具体为单取代芘基‑硫杂杯[4]芳烃荧光探针。本发明还提供其制备方法及在特异性识别高氯酸铝中的应用。本发明化合物在硫杂杯[4]芳烃的一个酚羟基上引入一个芘基作为荧光信号发射单元，将该探针的识别行为以荧光的形式表现出来，可特异性识别整个高氯酸铝无机分子。当待测物体系中仅含有Al³⁺离子或者仅有ClO₄^‑根时，其荧光光谱均不产生excimer发射峰；且仅仅在待测物体系中Al(ClO₄)₃存在的情况下才会出现excimer发射峰。因此，本发明化合物可识别整个高氯酸铝无机分子。

技术领域

本发明属于荧光探针材料技术领域，具体涉及一种特异性识别高氯酸铝的化合物及其制备方法与应用。

背景技术

分子识别，是两个或以上的分子之间通过非共价键结合相互作用。除了氢键，金属耦合，疏水性，范德华力等直接相互接触的作用以外，在溶液中，水常常可以起到很重要的介导作用。也指分子选择性相互作用，例如抗体与抗原之间，酶与底物之间，激素与受体之间的专一结合。分子识别是通过两个分子各自的结合部位来实现的。要实现分子识别，一要求两个分子的结合部位是结构互补的，二要求两个结合部位有相应的基团，相互之间能够产生足够的作用力，使两个分子能够结合在一起。分子识别，作为超分子化学中重要的研究范畴，受到科学家的广泛关注。

通常情况下，分子识别一般分为，阳离子识别、阴离子识别，或者有机中性分子识别。分子，通常分为有机分子、无机分子，有机分子通常以完整分子整体形式而存在，而无机分子通常以阴、阳离子形式共存。因此分子识别过程中，也往往是要么识别整个有机分子，或者无机阳离子，或者无机阴离子。而同时识别整个无机分子却鲜有报道。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明通过设计、合成，提出了一种特异性识别高氯酸铝的化合物，具体为单取代芘基-硫杂杯[4]芳烃荧光探针(TCA-Py)。本发明化合物可特异性识别整个高氯酸铝无机分子。

本发明还提供一种上述特异性识别高氯酸铝的化合物的制备方法。

本发明还提供上述化合物在特异性识别高氯酸铝中的应用。

具体通过以下技术方案实现：

一种特异性识别高氯酸铝的化合物，具体为单取代芘基-硫杂杯[4]芳烃荧光探针(TCA-Py)，化学结构式如下所示：

本发明化合物在硫杂杯[4]芳烃的一个酚羟基上引入一个芘基作为荧光信号发射单元，将该探针的识别行为以荧光的形式表现出来，可特异性识别整个高氯酸铝无机分子。

本发明还提供一种上述特异性识别高氯酸铝的化合物的制备方法，由单取代炔基-硫杂杯[4]芳烃(TCA-CCH)与1-(叠氮甲基)芘经点击化学反应得到。

所用单取代炔基-硫杂杯[4]芳烃(TCA-CCH)与1-(叠氮甲基)芘的摩尔比为1:1-1:2.5；更优选为1:1.5。

所述反应的时间优选为18-36h，更优选为24h。

所述反应在催化剂的催化下进行，如可在碘化亚铜和N,N-二异丙基乙胺(DIPEA)、硫酸铜与抗坏血酸等催化体系催化下进行。所用催化剂的用量为催化量即可。

所述反应可在四氢呋喃/水混合溶剂中进行。所述四氢呋喃/水混合溶剂中，四氢呋喃/水体积比优选为4:1。

所述反应完成后，可通过冷却至室温，减压蒸馏除去溶剂，用二氯甲烷萃取，无水硫酸钠干燥，柱层析分离，得到纯化的目标产物单取代芘基硫杂杯[4]芳烃(TCA-Py)。上述分离纯化的操作为常规操作即可。