[发明专利]一种苯基硫脲衍生物及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种苯基硫脲衍生物及其在阳离子识别方面的应用。

背景技术

铜离子被广泛用于工业生产以及日常生活中，铜的离子(铜质)对生物而言，不论是动物或植物，则是必需的元素。它是人体内的一种必需的微量元素，在人体的生长、新陈代谢和免疫系统过程中起着重要的作用。人体缺乏铜会引起贫血，毛发异常，骨和动脉异常，以至脑障碍；但如果过剩或使用不当，会引起肝硬化、腹泻、呕吐、运动障碍和知觉神经障碍及会对生态系统造成一系列潜在危害。因此铜离子不可或缺，也不能过量，否则会导致一系列的严重问题。所以，开发能够快速、准确地测定环境中的铜离子浓度的化学传感器或探针对于临床医疗和环境应用领域具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种苯基硫脲衍生物及其应用。

本发明的苯基硫脲衍生物的分子结构式为：

。

上述苯基硫脲衍生物应用于阳离子识别领域中，对Cu²⁺具有选择性识别能力。在环境监测等领域具有潜在的应用价值。

附图说明

图1为本发明的苯基硫脲衍生物的分子结构示意图。

图2为本发明实施例制得的苯基硫脲衍生物对阳离子响应的荧光光谱图。

具体实施方式

实施例：

(1)苯基硫脲衍生物的合成

按照以下反应式合成苯基硫脲衍生物：

。

具体步骤为：

     取0.3753 克氨基甲酰肼（5 毫摩尔）置于50 毫升三口烧瓶中并用10 毫升蒸馏水溶解，另量取0.6毫升异硫氰酸苯酯并溶解于15 毫升无水乙醇中，恒温水浴控制温度在75~80℃，将后者缓慢滴入前者，回流反应4小时后出现大量的白色沉淀，冷却静置4.5个小时后抽滤，并用无水乙醇和蒸馏水各洗涤三次，置于真空干燥箱中干燥得粗品。用体积比为4:1的蒸馏水-乙醇混合溶剂重结晶，干燥后得目标化合物。产率：79%。MS-ESI：m/z 209.0 (MH-)；Calcd. Mr：210.26；IR(KBr，ν/cm-1): 3390, 3273, 3252, 3194, 2360, 1655, 1614, 1541, 1517, 1449, 1410, 1354, 1258, 1217, 1132, 1094, 1026, 927, 867, 770, 734, 689, 643。

(2)本实施例制得的苯基硫脲衍生物的应用

阳离子识别：将本实施例制得的苯基硫脲衍生物溶于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中，使其浓度为1×10^-4 mol·L^-1；将金属盐（硫酸盐或氯化物）溶于体积比为4:1的DMF-蒸馏水混合溶剂中，使其浓度为1×10^-4 mol·L^-1。总共选用了19种金属离子，包括碱金属离子：Na⁺、K⁺，碱土金属离子：Mg²⁺、Ca²⁺、Ba²⁺，过渡金属离子：Ti⁴⁺、Cr^3+、Mn²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Cd²⁺、Hg²⁺，稀土金属离子：Ce⁴⁺，以及其它金属离子：Al³⁺、Pb²⁺。

将上述制得的苯基硫脲衍生物的DMF溶液与金属盐溶液按体积比2:1配制成混合溶液体系，并置于黑暗环境24小时，待反应体系达到平衡后，进行各个体系的荧光发射光谱测定。图2为苯基硫脲衍生物对阳离子响应的荧光光谱图。

从图2的实验结果可见，在试验的19种阳离子中，只有Cu²⁺与苯基硫脲衍生物表现出了明显的响应效果；如图2所示，当加入了Cu²⁺后，其荧光强度显著增强，且发生了明显的蓝移。说明苯基硫脲衍生物与Cu²⁺表现出了明显的键合识别作用。因此苯基硫脲衍生物能作为一种高选择性Cu²⁺荧光探针，在环境监测等领域具有潜在的应用价值。