一种反应型咖啡酰基水合肼分子荧光探针及其制备方法与应用

1.本发明涉及林产化工有机合成技术领域，具体为一种反应型咖啡酰基水合肼分子荧光探针及其制备方法与应用。


背景技术：

2.水合肼(n2h4)作为一种重要的精细化工原料，被广泛的应用于药物合成、农药生产、火箭燃料、水处理、橡胶添加剂多个领域，肼是无色易燃液体，具有较强的毒性且不稳定，很容易经过人的皮肤组织渗透或口腔进入到人的体内，对人的眼睛、肝脏、肾脏和中枢神经系统造成严重损伤，因此，对于水合肼的识别与检测，特别是低浓度的检测显得尤为重要。
3.相较于传统的分析检测方法，有机荧光探针以其高灵敏性、高选择性、操作简便性、反应迅速性诸多优点吸引了越来越多研究者的注意，但利用咖啡酸为起始原料合成新型的水合肼分子荧光探针，现有方法中暂无具体且详细的报告。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种反应型咖啡酰基水合肼分子荧光探针及其制备方法与应用，解决了利用咖啡酸为起始原料合成新型的水合肼分子荧光探针，现有方法中暂无具体且详细报告的问题。
6.(二)技术方案
7.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种反应型咖啡酰基水合肼分子荧光探针，包括咖啡酰基有机荧光探针的制备以及灵敏性、专一性水合肼分子的荧光检测。
8.一种反应型咖啡酰基水合肼分子荧光探针制备方法，具体包括以下步骤：
9.s1.初步反应
10.将2.8mmol咖啡酸、30ml乙醇和0.5ml浓硫酸依次加入三口烧瓶中，再下加热回流，采用薄层色谱跟踪反应进程，至咖啡酸完全消失后反应终止；
11.s2.生成粗物
12.反应物减压浓缩回收溶剂后，用0.3-0.5l乙酸乙酯萃取3次，合并有机相，然后用饱和食盐水洗涤至中性，有机层进行干燥，过滤后，回收溶剂，得到咖啡酸乙酯粗产物；
13.s3.最终生成
14.咖啡酸乙酯粗产物通过硅胶色谱柱层析分离，回收溶剂后得到黄色固体咖啡酸乙酯产物；
15.s4.灵敏性检测的探针制备
16.将咖啡酸乙酯溶于dmf/h2o缓冲溶液配制成10μmol/l的溶液，将水合肼分子分别
溶于蒸馏水配成浓度为0,2.5,5,7.5,10,12.5,15,17.5,20,22.5,25,27.5,30,32.5,35,37.5,40,42.5,45,50,55,60,70,85,100μmol/l的溶液；
17.s5.专一性检测的探针制备
18.将咖啡酸乙酯溶于dmf/h2o缓冲溶液配制成10μmol/l的溶液，同样将各种干扰性离子溶于蒸馏水中配成浓度为40μmol/l的溶液。
19.优选的，所述s1制备过程中加热回流具体为在70℃下加热回流4h。
20.优选的，所述s3中粗产物通过硅胶色谱柱层析分离，回收溶剂后得到黄色固体产物。
21.一种反应型咖啡酰基水合肼分子荧光探针应用，具体包括以下应用：
22.a.灵敏性探针应用
23.采用标准荧光光谱滴定法在荧光分光光度计上测得不同浓度的水合肼分子对咖啡酸乙酯的荧光发射光谱；
24.b.专一性探针应用
25.采用标准荧光光谱滴定法在荧光分光光度计上分别测得不同的阴阳离子和水合肼分子加入时对咖啡酸乙酯的荧光发射光谱；
26.c.化合物试纸应用
27.将直径为4cm圆形滤纸放在10μmol/l的探针溶液中浸泡2min取出，自然风干后拍照，在应用时随着n2h4浓度的增加，负载化合物的滤纸荧光颜色逐渐由蓝色变为蓝绿色。
28.优选的，所述通过对滴入不同浓度水合肼以及不同阴阳离子后荧光光谱的分析得到探针可用于n2h4的低灵敏度、专一性检测。
29.(三)有益效果
30.本发明提供了一种反应型咖啡酰基水合肼分子荧光探针及其制备方法与应用。具备以下有益效果：
31.本发明提供了一种反应型咖啡酰基水合肼分子荧光探针及其制备方法与应用，与现有技术相比，本发明利用咖啡酸为起始原料，制备出新型的咖啡酰基荧光探针，能专一性的识别水合肼分子，在365nm紫外光照射下产生强烈的绿色荧光，作为检测水合肼分子的荧光探针具有合成方法简单、原材料来源广、灵敏度高、响应时间短特点，负载该探针试纸的制备，为n2h4的便捷、快速检测提供了新的方法，具有良好的应用前景。
附图说明
32.图1为本发明的咖啡酸乙酯结构式图；
33.图2为本发明咖啡酸乙酯的合成路线图；
34.图3为本发明咖啡酸乙酯与不同浓度水合肼分子作用的荧光光谱图；
35.图4为本发明咖啡酸乙酯在不同阴阳离子作用下的荧光强度谱图；
36.图5为本发明在365nm紫外灯下用不同浓度的n2h4处理负载该探针试纸的图。
具体实施方式
37.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
38.实施例：
39.如图1-5所示，本发明实施例提供一种反应型咖啡酰基水合肼分子荧光探针，包括咖啡酰基有机荧光探针的制备以及灵敏性、专一性水合肼分子检测。
40.一种反应型咖啡酰基水合肼分子荧光探针制备方法，具体包括以下步骤：
41.s1.初步反应
42.将2.8mmol咖啡酸、30ml乙醇和0.5ml浓硫酸依次加入三口烧瓶中，再下加热回流，采用薄层色谱(tlc)跟踪反应进程，至咖啡酸完全消失后反应终止；
43.s2.生成粗物
44.反应物减压浓缩回收溶剂后，用0.3-0.5l乙酸乙酯萃取3次，合并有机相，然后用饱和食盐水洗涤至中性，有机层进行干燥，过滤后，回收溶剂，得到咖啡酸乙酯粗产物；
45.s3.最终生成
46.咖啡酸乙酯粗产物通过硅胶色谱柱[v(乙酸乙酯):v(石油醚)＝2:1]层析分离，回收溶剂后得到黄色固体咖啡酸乙酯产物，根据上述s1-s3具体的为称取2.8mmol咖啡酸将其加入30ml乙醇中，采用0.5ml浓硫酸作为催化剂，在70℃下加热回流4h，采用薄层色谱(tlc)跟踪反应进程，至咖啡酸完全消失，减压浓缩回收溶剂后，用100ml乙酸乙酯萃取，合并有机相，然后用饱和食盐水洗涤至中性，有机相经无水mgso4干燥，过滤后，回收溶剂，得到咖啡酸乙酯粗产物，再通过硅胶柱层析分离[v(乙酸乙酯):v(石油醚)＝2:1]作洗脱剂，得到418mg黄色固体咖啡酸乙酯，产率71.8％；1h nmr(400mhz,cdcl3)δ:7.59(d,j＝15.9hz,1h),7.10(d,j＝2.0hz,1h),7.01(dd,j＝8.2,2.0hz,1h),6.88(d,j＝8.2hz,1h),6.27(d,j＝15.9hz,1h),5.99(s,1h),5.88(s,1h),4.26(q,j＝7.1hz,2h),1.33(d,j＝7.1hz,2h),1.26(d,j＝1.9hz,1h)；13c nmr(101mhz,dmso-d6)δ:167.02,148.84,146.03,145.46,125.97,121.80,116.19,115.27,114.50,60.15,14.73.hrms(m/z)[m h]

:calculated for c
11h12
o4 h

:209.0937,found:209.0831；
[0047]
s4.灵敏性检测的探针制备
[0048]
将咖啡酸乙酯溶于dmf/h2o(v:v＝1:1)缓冲溶液配制成1
×
10-5m的溶液，将水合肼分子分别溶于蒸馏水配成浓度为0,2.5,5,7.5,10,12.5,15,17.5,20,22.5,25,27.5,30,32.5,35,37.5,40,42.5,45,50,55,60,70,85,100μmol/l的溶液；
[0049]
s5.专一性检测的探针制备
[0050]
将咖啡酸乙酯溶于dmf/h2o(v:v＝1:1)缓冲溶液配制成10μmol/l的溶液，同样将各种干扰性离子溶于蒸馏水中配成浓度为40μmol/l的溶液。
[0051]
一种反应型咖啡酰基水合肼分子荧光探针应用，具体包括以下应用：
[0052]
a.灵敏性探针应用
[0053]
采用标准荧光光谱滴定法在荧光分光光度计上测得不同浓度的水合肼分子对咖啡酸乙酯的荧光发射光谱，如图3所示，结果表明，在365nm紫外光照射下产生强烈的绿色荧光，随着体系中水合肼分子的浓度不断增加，在493nm处的荧光强度逐渐增加，并且溶液的绿色荧光逐渐增强，由此说明，该化合物可作为灵敏性检测水合肼分子的荧光探针；
[0054]
b.专一性探针应用
[0055]
采用标准荧光光谱滴定法在荧光分光光度计上分别测得不同的阴阳离子和水合肼分子加入时对咖啡酸乙酯的荧光发射光谱，如图4所示，结果表明，水合肼分子加入能使溶液体系的荧光强度明显增强，而同时加入其他阴阳离子如mg
2
、cu
2
、fe
2
、fe
3
、al
3
、ca
2
、ba
2
、cr
3
、cd
2
、cl-、co
32-、hco
3-、no
3-、hso
3-对比参照观察，溶液的荧光强度并没有发生显著的变化，由此说明，该化合物可以作为专一性识别水合肼分子的荧光探针；
[0056]
c.化合物试纸应用
[0057]
将直径为4cm的圆形滤纸放在10μmol/l的探针溶液中浸泡2min取出，自然风干后拍照，如图5所示，可以看出，在应用时随着n2h4浓度(70μmol/l、100μmol/l、150μmol/l、300μmol/l、450μmol/l、600μmol/l)的增加，负载化合物的滤纸荧光颜色逐渐由蓝色变为蓝绿色，由此说明，该负载化合物的试纸可用于水样中微量n2h4的检测，为n2h4的便捷、快速检测提供了新的方法。
[0058]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。