联氨和胺类物质气体检测用荧光探针及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种喹唑啉酮类化合物，该化合物在固态下不发光，但在联氨或胺类物质气体作用下，其酯官能团-O-C(O)-R

Using fluorescent probe and method of hydrazine and amine gas detection method

The invention relates to a quinazoline derivatives, the compounds in the solid state is not light, but in the role of hydrazine or amine gas, the ester group of -O-C (O) -R

【技术实现步骤摘要】
联氨和胺类物质气体检测用荧光探针及其制备方法
本专利技术涉及一种具有聚集诱导发光性质的喹唑啉酮类化合物，其制备方法和应用，尤其是其在联氨或胺类物质气体检测中的应用，属于有机荧光传感器材料领域。
技术介绍
胺类物质广泛应用于化工、医药、农业等领域，按照氢被取代的数目，胺类物质可以分为一级胺(伯胺)RNH2、二级胺(仲胺)R2NH、三级胺(叔胺)R3N、四级铵盐(季铵盐)R4N+X–。根据胺分子中与氮原子相连的基团种类的不同，可以分为脂肪胺和芳香胺。如果胺分子中含有两个或两个以上的氨基(-NH2)，则根据氨基数目的多少，可以分为二元胺、三元胺。在常温下，低级脂肪胺是气体，丙胺以上是液体，高级脂肪胺是固体。低级胺有令人不愉快的或是很难闻的气味，例如三甲胺有鱼腥味，是食物变质的标志性气体分子。高级胺不易挥发，气味很小。芳胺为高沸点液体或低熔点固体，气味虽比脂肪胺小，但毒性比较大，无论是吸入他们的蒸气或皮肤与之接触都会引起中毒。有些芳胺，如β-萘胺，联苯胺还有致癌作用。胺类物质气体是空气恶臭的来源之一，也是居室内VOC(挥发性有机物质)的主要来源之一，对人体危害主要涉及呼吸系统、循环系统、消化系统、内分泌系统、神经系统，因此在生产环境、公共卫生环境以及居室环境内，对胺类物质气体进行检测和监控是非常必要的。目前对胺类物质气体的检测手段相对有限，其中已有的显色法、离子色谱法和电化学法等方法，虽然检测精度高、检测限低，但操作步骤繁琐，难以满足日常生活和生产现场环境中胺类物质气体的快速检测。目前逐渐常用的检测方法主要基于半导体气敏材料，利用其与气体接触时的导电率等物理性质的变化来检测。但该方法需要大型仪器设备，成本高昂，不适于紧急事故区或偏远地区的现场检测。因此发展一种简便易行的检测胺类物质气体的方法是极为重要的。联氨的检测存在同样的问题。光化学传感检测法是一种新型检测方法，尤其是其中的荧光传感器与传统检测方法相比，具有直观快捷、操作简便及灵敏度高、准确度高等优点。但已有的荧光传感器多数是基于具有聚集诱导荧光淬灭效应的有机染料，例如，荧光素、罗丹明等制成的，这些染料需要分散在溶液中或纳米颗粒中才能发出荧光，需要检测体系是容积很大的溶液体系，不利于发展成为便携的、适于现场检测的固态荧光传感器。因此寻求合适的胺敏荧光分子仍是当今这一领域的研究热点。AlanB.Brown等(SensorsandActuatorsB110(2005)8–12)设计了一种carbazolopyridinophane化合物，在庚烷溶液中，氨气和联氨可以将该化合物中N-H…N之间的氢键破坏，使该化合物发荧光而实现检测氨气和联氨的效果。JiyeonKim等(TetrahedronLetters52(2011)2645–2648)设计了带有丹酰基发色团的卟啉钴复合物，氨气使丹酰基发色团从复合物上脱离下来而发出荧光，实现对氨气的检测。TianyuHan等(Chem.Commun.,2013,49,4848--4850)设计了TPPA(4-(2,5-二苯基-1-吡咯)苯甲酸)，能与氨气发生反应而发出荧光。虽然这些化合物存在检测胺类物质气体的可能性，其合成和利用使开发简便易用的胺类物质气体检测用荧光传感器逐渐成为可能，但仍然存在化合物结构复杂、合成困难，不便于制成便携式、适于现场检测胺类物质气体的固态荧光检测器等不足之处。目前仍然需要不断开发出新的、结构简单、合成简便的能用于联氨和胺类物质气体检测的有机荧光化合物，并且希望所获得化合物能够制成便携的、适于现场检测的固态荧光检测器。
技术实现思路
本专利技术人实验和研究了大量化合物，制备出了一类喹唑啉酮化合物。这类化合物对联氨和胺类物质气体敏感，通过与联氨和胺类物质气体的化学反应，生成具有聚集诱导发光性质的效应化合物，在紫外光照射下发射荧光，能够被制成便携的、适于现场使用的、灵敏的、试纸型荧光传感器，用于联氨和胺类物质气体的快速检测。本专利技术保护如下技术方案：1.一种喹唑啉酮类化合物，其结构式如式I所示：其特征在于：R1，R2独立的为氢、烷基、卤素、烷基氧基；R3为烷基；所述烷基优选为(C1-C10)烷基，进一步优选为(C1-C6)烷基，更优选为(C1-C3)烷基。所述烷基氧基优选为(C1-C10)烷基氧基，进一步优选为(C1-C6)烷基氧基，更优选为(C1-C3)烷基氧基。所述卤素为氟、氯、溴、碘，优选为溴。更优选，式I化合物选自：2-[2-乙酰氧基苯基]-4-(3H)-喹唑啉酮；2-[5-甲氧基-2-乙酰氧基苯基]-4-(3H)-喹唑啉酮；2-[4-甲氧基-2-乙酰氧基苯基]-4-(3H)-喹唑啉酮；2-[6-甲氧基-2-乙酰氧基苯基]-4-(3H)-喹唑啉酮；和2-[5-溴-2-乙酰氧基苯基]-4-(3H)-喹唑啉酮。2、一种喹唑啉酮类化合物，其结构式如式II所示：其特征在于：R1，R2独立的为氢、烷基、卤素、烷基氧基。所述烷基优选为(C1-C10)烷基，进一步优选为(C1-C6)烷基，更优选为(C1-C3)烷基。所述烷基氧基优选为(C1-C10)烷基氧基，进一步优选为(C1-C6)烷基氧基，更优选为(C1-C3)烷基氧基。所述卤素为氟、氯、溴、碘，优选为溴。更优选，式II化合物选自：2-[2-羟基苯基]-4-(3H)-喹唑啉酮；2-[4-甲氧基-2-羟基苯基]-4-(3H)-喹唑啉酮；2-[5-甲氧基-2-羟基苯基]-4-(3H)-喹唑啉酮；2-[6-甲氧基-2-羟基苯基]-4-(3H)-喹唑啉酮；和2-[5-溴-2-羟基苯基]-4-(3H)-喹唑啉酮。3.式I的喹唑啉酮类化合物在制备检测联氨或胺类物质气体的荧光探针中的用途。4.一种检测联氨或胺类物质气体的方法，使用式I的喹唑啉酮类化合物作为荧光显色物质。5.一种检测联氨或胺类物质气体的荧光探针，其特征在于含有式I的喹唑啉酮类化合物。6.式I化合物的制备方法，用式II化合物与酸酐或酰氯反应，合成式I化合物。以下对本专利技术做详细说明。第一个方面，本专利技术提供一种喹唑啉酮化合物，其结构如下式I：式I中，R1，R2独立的为氢、烷基、卤素、烷基氧基；R3为烷基。所述烷基优选为(C1-C10)烷基，进一步优选为(C1-C6)烷基，更优选为(C1-C3)烷基。所述烷基氧基优选为(C1-C10)烷基氧基，进一步优选为(C1-C6)烷基氧基，更优选为(C1-C3)烷基氧基。所述卤素选自氟、氯、溴、碘，优选为溴。优选，式I中，R1为氢，R2为氢、(C1-C3)烷基、溴、(C1-C3)烷基氧基；R3为(C1-C3)烷基。更优选，式I化合物选自：2-[2-乙酰氧基苯基]-4-(3H)-喹唑啉酮；2-[5-甲氧基-2-乙酰氧基苯基]-4-(3H)-喹唑啉酮；2-[4-甲氧基-2-乙酰氧基苯基]-4-(3H)-喹唑啉酮；2-[6-甲氧基-2-乙酰氧基苯基]-4-(3H)-喹唑啉酮；和2-[5-溴-2-乙酰氧基苯基]-4-(3H)-喹唑啉酮。术语“烷基”应理解为线性的或支化的饱和一价烃基。“C1-C10烷基”应理解为表示具有1、2、3、4、5、6、7、8、9或10个碳原子的线性的或支化的饱和一价烃基，例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基或其同分异构体。特别的本文档来自技高网...

【技术保护点】
式I所示的化合物在制备检测联氨或胺类物质气体的荧光探针中的用途，

【技术特征摘要】
1.式I所示的化合物在制备检测联氨或胺类物质气体的荧光探针中的用途，其中：R1，R2独立的为氢、烷基、卤素、烷基氧基；R3为烷基。优选所述烷基为(C1-C10)烷基，进一步优选为(C1-C6)烷基，更优选为(C1-C3)烷基。优选所述烷基氧基为(C1-C10)烷基氧基，进一步优选为(C1-C6)烷基氧基，更优选为(C1-C3)烷基氧基。优选所述卤素为溴。优选，式I中，R1为氢，R2为氢、(C1-C3)烷基、溴、(C1-C3)烷基氧基；R3为(C1-C3)烷基。更优选，式I化合物选自：2-[2-乙酰氧基苯基]-4-(3H)-喹唑啉酮；2-[5-甲氧基-2-乙酰氧基苯基]-4-(3H)-喹唑啉酮；2-[4-甲氧基-2-乙酰氧基苯基]-4-(3H)-喹唑啉酮；2-[6-甲氧基-2-乙酰氧基苯基]-4-(3H)-喹唑啉酮；和2-[5-溴-2-乙酰氧基苯基]-4-(3H)-喹唑啉酮。2.一种检测联氨或胺类物质气体的方法，其特征在于使用式I所示的化合物作为荧光显色物质：其中：R1，R2独立的为氢、烷基、卤素、烷基氧基；R3为烷基。优选所述烷基为(C1-C10)烷基，进一步优选为(C1-C6)烷基，更优选为(C1-C3)烷基。优选所述烷基氧基为(C1-C10)烷基氧基，进一步优选为(C1-C6)烷基氧基，更优选为(C1-C3)烷基氧基。优选所述卤素为溴。优选，式I中，R1为氢，R2为氢、(C1-C3)烷基、溴、(C1-C3)烷基氧基；R3为(C1-C3)烷基。更优选，式I化合物选自：2-[2-乙酰氧基苯基]-4-(3H)-喹唑啉酮；2-[5-甲氧基-2-乙酰氧基苯基]-4-(3H)-喹唑啉酮...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐本忠，高蒙，秦安军，
申请(专利权)人：北京知元科技有限公司，唐本忠，
类型：发明
国别省市：北京,11