含萘基团对铜离子具有高选择性的化学荧光传感器

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1、第27卷第4期分子科学学报Vol．27No．42011年8月JOURNALOFMOLECULARSCIENCEAugust2011［文章编号］1000-9035(2011)04-0268-04含萘基团对铜离子具有高选择性的化学荧光传感器*朱玲，赫奕(吉林大学化学学院，吉林长春130022)［摘要］设计合成了一种新的含萘和二吡啶甲基胺基团的荧光化学传感器，并利用氢核磁波谱和质谱对其结构进行了表征．新合成的化合物在乙腈和水的混合溶液中表现出了对二价铜离子具有很高的选择性，与铜离子的键合增强了其荧光强度．荧光和激发光谱滴定表明传感器分子与二价铜离

2、子形成了1∶2的配合物．化合物中的N与铜离子的配位阻止了电子从分子中的N原子向萘环转移是导致了荧光强度增加的原因．［关键词］萘酚吡喃;化学传感器;荧光光谱;滴定;铜离子［中图分类号］O626［学科代码］150·20［文献标识码］A2+2+对有毒性重金属和过渡金属离子如Cu和Hg等的检测在化学、生物学和环境分析中是非常重［1-2］［3-4］要的．近年来，有关金属离子等物质的荧光化学传感器得到了广泛的研究和发展．基于离子诱导［5］改变荧光光谱和强度的传感器具有简单、高选择性和高灵敏度的特定，因而受到了广泛的关注．多数2+2+2+有关荧光化学传感

3、器的研究主要集中在设计能够用于检测重金属和过渡金属离子如Cd，Hg，Pb2+［5-8］2+和Cu等离子的检测器方面上．在这些离子中，Cu是一种人和动物体必须的痕量元素并在有机体的许多基本生物过程中起到重要的作用，但当它的含量超过细胞需要的量值时对生物体系就是有毒性［9-10］2+［11-12］的．目前尽管有一些关于Cu传感器的报道，但是设计和合成具有高选择性和高灵敏度的用2+2+2+来检测Cu的传感器仍然是非常重要的．对于绝大多数有关Cu的荧光传感器来说，传感器与Cu的［13］键合都会导致荧光的淬灭，只有很少的传感器表现为荧光的增强．对一定

4、的金属离子而言，传感器有一个有效的荧光体和适当的用于配位的几何构型是非常必要的，它们决定了传感器的选择性和与金属2+2+离子的配位比．到目前为止，我们还没有见到有关与Cu能够形成1∶2配位比的Cu荧光化学传感器2+的报道．当1，8-萘二胺与适当的配位基团结合后就可以设计出具有不同选择性和灵敏度适于检测Cu2+［14］的荧光化学传感器，并且基于不同的机理来实现对Cu的检测和传感．本文以萘二胺为荧光基团与二吡啶甲基胺基团合成了一个新的基于配位增强机理对铜离子具有高选择性的荧光化学传感器分子并利用荧光光谱研究了合成的传感器分子对金属离子的选择性和

5、配位性质．图1是传感器分子(化合物1)的结构图和合成路线．1实验部分1．1试剂与仪器VarianCary500紫外可见分光光度计;CaryEclipse荧光光谱仪;VarianUnityInova核磁共振波谱仪收稿日期:2011-02-02基金项目:吉林省科技厅资助项目(20090598)．联系人简介:赫奕(1966-)，女，副教授，主要从事有机和有机/无机杂化材料研究．E-mail:heyi@jlu．edu．cn第4期朱玲，等:含萘基团对铜离子具有高选择性的化学荧光传感器269(500MHz);1100LC/MSTrap质谱仪．Sarto

6、riousPB-10pH计．图1传感器分子的合成路线1．2传感器化合物1的合成将1，8-萘二胺(0．79g，5mmol)溶于干燥的苯溶液中，然后向此溶液中滴加溶有氯乙酰氯(0．62g，5.5mmol)的干燥苯溶液，同时维持温度在15℃～20℃，继续反应30min，过滤得产物．将产物加到6mol/L的氨水溶液中，充分搅拌后再过滤，得黄色固体，四氯化碳重结晶得化合物2，质量0．6g，产率56%．将化合物2(0．4334g，2．0mmol)和N，N-二(2-吡啶甲基)胺(0．4378g，2．2mmol)加入到10mL的三乙胺溶液中，室温搅拌下反应

7、2d．减压蒸出过量的三乙胺，用二氯甲烷溶解剩余物，水洗二氯甲烷1溶液二次．经柱色谱分离(V(CH2Cl2)∶V(CHOH)=20∶1)得油状产物1，质量0．38g，产率49．4%．HNMR(CDCl3，500MHz)，δ:3．70(s，2H)，3．97(s，4H)，6．67(s，2H)，7．06～7．09(d，J=8．5，2H)，7．08～7．21(m，4H)，7．28(s，4H)，7．61～7．65(t，2H)，8．62-8．64(d，J=4，2H);M/Z:380．1［M+H］+(380．1)．2结果与讨论2+2．1化合物1的荧光性质和

8、对Cu的选择性在267nm光的激发下化合物1具有很强的荧光，在乙睛和水的混合溶液中(80/20，体积比)有3个很强的发射峰，分别位于320，360和410nm，图2是化合物1在乙