一種用于測定水環(huán)境中金屬離子含量的化合物及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于金屬離子含量檢測的有機(jī)化合物，所述化合物以二亞乙基三胺為絡(luò)合主干，把其中一個亞乙基和氨基芳香化，分別轉(zhuǎn)化成鄰苯二銨和苯胺，即苯胺基乙基鄰苯二胺，然后再在三個氨基上聯(lián)上不同絡(luò)合基團(tuán)，所形成系列有機(jī)化合物可以作為金屬離子絡(luò)合體。該絡(luò)合體能與生成金屬離子絡(luò)合物，特別是鎘、汞離子的絡(luò)合物，形成絡(luò)合物后會引起指示劑的顏色或熒光變化，從而檢測到金屬離子的含量。本發(fā)明的化合物既可以被應(yīng)用到環(huán)境檢測，又可以被應(yīng)用到生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的檢測。
【專利說明】一種用于測定水環(huán)境中金屬離子含量的化合物及其應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種檢測水環(huán)境中金屬離子含量的化合物及其應(yīng)用，尤其涉及一種可 用于檢測水環(huán)境中鎘和汞離子含量的有機(jī)化合物及其應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002] 金屬鎘是非常重要的工業(yè)原料之一，大量用于冶金、電鍍、電池和顏料工業(yè)。最近 幾十年對鎘礦的過度開采和使用以及不成熟的冶煉技術(shù)使鎘金屬變成對環(huán)境污染最嚴(yán)重 的重金屬污染物之一，對自然水系的污染尤為嚴(yán)重，已經(jīng)嚴(yán)重影響到人們的日常生活，例如 含鎘大米已經(jīng)在我國南方許多水稻種植區(qū)出現(xiàn)。我國在飲用水質(zhì)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)也對鎘金屬含量 做了非常嚴(yán)格的規(guī)定。然而，極微量（大約0.1納摩爾）的金屬鎘也是生命存在所必需的， 它的存在能夠提高和加速生命體內(nèi)的蛋白質(zhì)的脫氧核糖核酸（DNA)的合成，因此準(zhǔn)確測定 其含量顯得格外重要。
[0003] 測定鎘含量的通常方法有原子吸收光譜法、雙硫腙分光光度法和電化學(xué)分析，然 而這些方法都要求非常復(fù)雜的大型儀器設(shè)備，不能滿足快速、實(shí)地和在線的檢測需求。正是 由于上述測試方法儀器貴重、耗時、步驟復(fù)雜，專業(yè)性強(qiáng)的劣勢，熒光傳感器檢測金屬離子 的方法以其靈敏、快速、容易小型化而越來越受到重視，并在近些年得到了較大的發(fā)展。
[0004] 由于鎘和鋅同屬IIB族元素，化學(xué)性質(zhì)極為相近，而且鋅的自然豐度是鎘的100 倍，所以對于鎘熒光傳感器而言，最大的技術(shù)挑戰(zhàn)就在于對鋅的絡(luò)合選擇性。雖然用于測定 鎘含量的熒光傳感器也有許多報道，但絕大部分傳感器的絡(luò)合基團(tuán)本身對鋅的選擇性都不 好，必須通過雙波長比例法或加入有機(jī)溶劑來改善它的選擇性，而具有對鋅高選擇性的鎘 突光傳感器的報道卻幾乎沒有。
[0005] 為克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明公開了一種用于測定水環(huán)境中金屬離子含量的 化合物及其應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的一個目的提供了一種用于水環(huán)境中的金屬離子含量檢測的有機(jī)化合物， 能夠通過肉眼可見或熒光檢測方式實(shí)現(xiàn)對水環(huán)境中金屬離子含量的高效檢測，并且具有較 高的靈敏度和重現(xiàn)性。
[0007] 本發(fā)明的另一個目的是提供了一種用于水環(huán)境中的鎘和汞離子含量檢測的有機(jī) 化合物，解決了水含量檢測中對鋅離子的選擇性不加的問題，實(shí)現(xiàn)了對鋅離子絡(luò)合的高選 擇性。
[0008] 本發(fā)明的還一個目的是提供了一種能夠多次使用的可逆的離子熒光探針，通過將 有機(jī)化合物固定在親水高聚物上，解決了適用于各種環(huán)境中的離子濃度的連續(xù)檢測問題。
[0009] 本發(fā)明第一方面提供一種用于金屬離子含量檢測的有機(jī)化合物，所述化合物包含 取代或未取代的苯胺基乙基鄰苯二胺作為金屬離子絡(luò)合體，并在三個氨基引入各種取代 基，在三個芳香胺的任何一個對位，例如是苯胺或鄰苯二胺的對位引入了生色基團(tuán)或熒光 基團(tuán)使其成為具有金屬絡(luò)合能力的變色或熒光指示劑。
[0010] 在本發(fā)明的實(shí)施方式中，所述化合物具有如下通式I的結(jié)構(gòu)：

【權(quán)利要求】
1. 一種用于金屬離子含量檢測的有機(jī)化合物，其特征在于，所述的有機(jī)化合物具有如 下結(jié)構(gòu)I:
其中^私獨(dú)立地選自以下基團(tuán)：
R5、R6、R7獨(dú)立地選自以下基團(tuán)： -H、-0R14、-COOR15、-C0R16、-CONHR 17、-N(R18)R19、C1-C6 的直鏈或支鏈烷基、C1-C6 的直 鏈或支鏈烷氧基、C3-C6的環(huán)烷基、鹵素、C1-C6的鹵代烷基、氰基、硝基、氨基、苯基、鹵代苯 基、C1-C6的直鏈或支鏈烷基取代的苯基、生色基團(tuán)、熒光基團(tuán)； R5、R6、R7中至少有1個為生色基團(tuán)或熒光基團(tuán)； R8、R9、R1(l、Rn、R12和R 13獨(dú)立地選自以下基團(tuán)： -Η、-0R14、-COOR15、-C0R16、-CONHR 17、-N(R18)R19、C1-C6 的直鏈或支鏈烷基、C1-C6 的直 鏈或支鏈的烷氧基、C3-C6的環(huán)烷基、鹵素、C1-C6的鹵代烷基、氰基、硝基、氨基、苯基、鹵代 苯基、C1-C6的直鏈或支鏈烷基取代苯基。 其中所述的R14、R15、R16、R17、R 18、R19獨(dú)立地選自H、C1-C6的直鏈或支鏈烷基、C1-C6的 直鏈或支鏈的烷氧基、C3-C6的環(huán)烷基。
2. 權(quán)利要求1所述的有機(jī)化合物，其特征在于，所述生色基團(tuán)選自：
其中R2Q選自-H、_0H、C1-C6的直鏈或支鏈烷基、C1-C6的直鏈或支鏈烷氧基、C3-C6的 環(huán)烷基、鹵素、C1-C6的鹵代烷基、氰基、硝基、氨基；R21、R22選自H、C1-C6的直鏈或支鏈烷 基、C1-C6的直鏈或支鏈烷氧基、C3-C6的環(huán)烷基； 所述的熒光基團(tuán)選自：
其中馬3、1?24、1?25、1?26、1? 27、1?28、1?29、1?3(|、1?31獨(dú)立地選自-!1、-0!1、(：1-06的直鏈或支鏈烷基、 C1-C6直鏈或支鏈烷氧基、C3-C6的環(huán)烷基、齒素、C1-C6的齒代烷基、氰基、硝基、氨基。
3. 權(quán)利要求2所述的有機(jī)化合物，其特征在于，所述的R2(l選自-H、-0H、C1-C4的直鏈烷 基、C1-C4的直鏈烷氧基、C3-C6的環(huán)烷基、氟、氯、溴、碘、氰基、硝基、氨基；所述的R 21、R22獨(dú) 立地選自H、C1-C4的直鏈烷基、C1-C4的直鏈烷氧基、C3-C6的環(huán)烷基；所述的R 23、R24、R25、 R26、R27、R28、R29、R3(i、R 31獨(dú)立地選自-H、-OH、C1-C4的直鏈烷基、C1-C4的直鏈烷氧基、C3-C6 的環(huán)燒基、氟、氯、溴、碘、氰基、硝基、氨基。
4. 權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的有機(jī)化合物，其特征在于，所述的R8、R9、R1Q、R n、R12和R13 獨(dú)立地選自以下基團(tuán)：-H、Cl-C4的直鏈烷基、C1-C4的直鏈烷氧基、C3-C6的環(huán)烷基、氟、氯、 溴、碘、氰基、硝基、氨基、苯基。
5. 權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的有機(jī)化合物，其特征在于，所述的R6、R7獨(dú)立地選自以下 基團(tuán)：-H、-0R 14、-C00R15、-C0R16、-C0NHR17、-N(R 18)R19、Cl-C4 的直鏈烷基、C1-C4 的直鏈烷氧 基、C3-C6的環(huán)燒基、氣、氣、漠、鵬、氛基、硝基、氣基、苯基；R5為生色基團(tuán)或突光基團(tuán)； 其中所述的R14、R15、R16、R17、R 18、R19獨(dú)立地選自H、C1-C4的直鏈烷基、C1-C4的直鏈烷 氧基、C3-C6的環(huán)烷基。
6. 權(quán)利要求1所述的有機(jī)化合物，其特征在于，所述的有機(jī)化合物選自
7. 權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的有機(jī)化合物，其特征在于，所述的金屬離子為汞離子或 鎘尚子。
8. -種用于水環(huán)境中金屬離子含量檢測的產(chǎn)品，其特征在于，所述的產(chǎn)品由權(quán)利要求 1-7中任一項(xiàng)所述的有機(jī)化合物和親水高聚物制備而成。
9. 權(quán)利要求8所述的用于水環(huán)境中金屬離子含量檢測的產(chǎn)品，其特征在于，親水高聚 物為氨基纖維素或水凝膠。
10. -種用于水環(huán)境中金屬離子含量檢測的熒光探針，其特征在于，所述的產(chǎn)品由權(quán)利 要求1-7中任一項(xiàng)所述的有機(jī)化合物加入水凝膠涂布成薄膜制備得到。
11. 權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的有機(jī)化合物在水環(huán)境中金屬離子含量檢測中的應(yīng) 用。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的應(yīng)用，其特征在于，所述金屬離子選自鎘離子或汞離子。
【文檔編號】G01N21/78GK104292204SQ201410452236
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月5日
【發(fā)明者】何華瑞 申請人:蘇州福來茲檢測科技有限公司