4-羟基咔唑类化合物作为氟离子荧光探针的应用制造技术

本发明专利技术公开了4‑羟基咔唑类化合物作为氟离子荧光探针的应用，所述4‑羟基咔唑类化合物，其结构式如下：

Application of 4-hydroxycarbazole compounds as fluorescent probes for fluoride ions

【技术实现步骤摘要】
4-羟基咔唑类化合物作为氟离子荧光探针的应用
本专利技术涉及化学分析检测
，具体涉及4-羟基咔唑类化合物作为氟离子荧光探针的应用。
技术介绍
氟离子是电负性最强、离子半径最小的阴离子，是一个强路易斯碱，在化学、生物学、医学和军事等方面都具有重要作用。适量的氟化物摄入人体可以预防龋齿、治疗骨质疏松症，但是过量的摄入对人体危害很大，轻则会影响牙齿和骨骼的生长发育，出现氟化骨症、氟斑牙等慢性氟中毒症状，重则引起心律不齐、恶心、呕吐等急性氟中毒。此外，过量的氟离子还会对蛋白质和DNA的合成都有抑制作用，使得免疫系统代谢紊乱，最终使机体免疫能力下降。过量的氟还会导致动物血压下降甚至贫血，影响动物的生长发育，因此氟离子的识别与检测具有重要意义。现有技术中，氟离子分析方法有选择电极法、离子色谱法、氟试剂比色法和荧光探针法，其中，选择电极法是在一定范围内，由电位与溶液中特定离子活度的对数呈线性关系(能斯特方程)，通过与已知离子浓度的溶液比较可求得未知溶液的离子浓度。该方法操作简便、快速，具有较高的精密度和准确度，但其线性范围较窄。离子交换色谱法检出限可达0.1～20mg/L，该方法操作简便，测量快速准确，但仪器昂贵。氟试剂比色法是检测氟离子含量方法中灵敏度较高的一种方法，但该方法需要由专业人员完成。荧光探针法具有选择性好、灵敏度高、方便快捷、成本低廉等优点，成为为了近年来化学研究者的研究热点。但现有技术中的荧光探针线性范围较低，使得其应用范围有限。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种4-羟基咔唑及其衍生物作为氟离子荧光探针的应用，该探针本身具有荧光，与氟离子反应后产物荧光强度发生变化且能够在较宽的浓度范围内对氟离子进行定量检测。本专利技术还提出上述荧光探针的应用。根据本专利技术的第一方面实施例的4-羟基咔唑类化合物作为氟离子荧光探针的应用，所述4-羟基咔唑类化合物的结构式如下：式中，R为H或硅烷取代基；优选地，所述R为叔丁基二甲基硅烷取代基(t-butyldimethylsilyl，TBDMS)。根据本专利技术的第二方面实施例的应用，一种氟离子检测方法，包括以下步骤：将上述4-羟基咔唑类化合物的溶液与待测样本混合后，测定体系的荧光强度变化作为评价指标。根据本专利技术的一些实施例，所述4-羟基咔唑类化合物的溶液中溶剂为乙腈。根据本专利技术的一些实施例，所述荧光强度的测定条件为：在365nm的激发光波长进行测定。根据本专利技术的一些实施例，所述4-羟基咔唑类化合物的溶液中4-羟基咔唑类化合物的浓度为1～100μmmol/L；优选为20～50μmmol/L。根据本专利技术的一些实施例，所述检测为定量检测或定性检测。根据本专利技术的一些实施例，若所述检测为定量检测，所述方法还包括以下步骤：通过配制不同浓度氟离子标准溶液及4-羟基咔唑类化合物的标准溶液，将两者混合后测定不同浓度氟离子的荧光强度，绘制标准曲线，拟合确定荧光强度变化量与氟离子浓度的函数关系，并根据所述函数关系计算待测样本中氟离子的浓度。根据本专利技术的一些实施例，所述不同浓度氟离子标准溶液中氟离子的浓度范围在0～500μmmol/L之间；优选为在20～500μmmol/L之间。根据本专利技术实施例的氟离子荧光探针及其在氟离子检测中的应用，至少具有如下有益效果：该荧光探针与待测样本一混合即可测定，反应迅速；该荧光探针具有高选择性、高灵敏度等特点，且具有较宽的线性范围，可实现较宽浓度范围内的氟离子的检测，应用范围广。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明图1为本专利技术实施例1中制得的荧光探针的核磁共振H谱图；图2为本专利技术实施例1中50μmol/L荧光探针的乙腈溶液中，加入不同浓度F-溶液的紫外-可见光谱变化图；图3为本专利技术实施例1中50μmol/L荧光探针在不同比例乙腈-水溶液中，加入F-溶液后在365nm激发光波长下的荧光发射光谱变化图；图4为本专利技术实施例1中50μmol/L荧光探针的乙腈溶液中，加入不同浓度F-溶液后在365nm激发光波长下的荧光发射光谱变化图；图5为本专利技术实施例1中50μmol/L荧光探针检测的F-浓度与425nm发射波长下的荧光强度与浓度关系图；图6为本专利技术实施例1中20μmol/L荧光探针的乙腈溶液中，加入不同浓度F-溶液后在365nm激发光波长下的荧光发射光谱变化图；图7本专利技术实施例1中20μmol/L荧光探针检测的F-浓度与425nm发射波长下的荧光强度与浓度关系图；图8为本专利技术实施例1中20μmol/L荧光探针的乙腈溶液中，加入不同浓度F-溶液后在275nm激发光波长下的荧光发射光谱变化图；图9为本专利技术实施例1中20μmol/L荧光探针的乙腈溶液中，加入不同浓度F-溶液的荧光激发光谱变化图；图10为本专利技术实施例1中20μmol/L荧光探针的乙腈溶液在365nm激发光波长下对不同阴离子的荧光发射光谱变化图；图11为本专利技术实施例2中20μmol/L荧光探针的乙腈溶液中，加入不同浓度F-溶液的荧光激发光谱变化图；图12为本专利技术实施例2中20μmol/L荧光探针的乙腈溶液中，加入不同浓度F-溶液后在275nm激发光波长下的荧光发射光谱变化图；图13为本专利技术实施例2中20μmol/L荧光探针的乙腈溶液中，加入不同浓度F-溶液后在365nm激发光波长下的荧光发射光谱变化图。具体实施方式为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。本专利技术的实施例1为：4-羟基咔唑衍生物作为氟离子荧光探针中的应用，其结构式如下：该化合物的制备过程如下：在安装有温度计和回流冷凝管的500ml三口烧瓶中加入18.32g(0.1mol)的4-羟基咔唑、叔丁基二甲基氯硅烷15.80g(0.105mol)、100mL的二氯甲烷、10ml的N，N-二甲基甲酰胺，使用磁搅拌子搅拌内容物。向该混合物中慢慢加入咪唑7.15g(0.105mol)，然后室温搅拌2小时，搅拌后过滤反应混合物，将不溶物用二氯甲烷洗净，将滤液浓缩，加入乙酸乙酯150ml和水100ml进行分液操作，提取有机层将其浓缩。用硅胶色谱柱(洗出溶剂：己烷/二氯甲烷＝1:3)纯化后得到上述氟离子荧光探针。其制备机理如下：取上述操作制得的荧光探针进行核磁共振分析，结果如图1所示。1HNMR(600MHz,DMSO)δ11.26(s,1H),8.18(d,J＝7.8Hz,1H),7.45(d,J＝8.1Hz,1H),7.37-7.31(m,1H),7.24(t,J＝7.9Hz,1H),7.18-7.12(m,1H),7.08(d,J＝8.0Hz,1H),6.62(d,J＝7.8Hz,1H),1.08-1.05(m,9H),0.38-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.4-羟基咔唑类化合物作为氟离子荧光探针的应用，其特征在于：所述4-羟基咔唑类化合物的结构式如下：/n

【技术特征摘要】
1.4-羟基咔唑类化合物作为氟离子荧光探针的应用，其特征在于：所述4-羟基咔唑类化合物的结构式如下：



式中，R为H或硅烷取代基。


2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述硅烷取代基为TBDMS。


3.一种氟离子检测方法，其特征在于：包括以下步骤：将4-羟基咔唑类化合物的溶液与待测样本混合后，测定体系的荧光强度变化作为评价指标；
所述4-羟基咔唑类化合物的结构式如下：



式中，R为H或硅烷取代基。


4.根据权利要求3所述的氟离子检测方法，其特征在于：所述4-羟基咔唑类化合物的溶液中溶剂为乙腈。


5.根据权利要求4所述的氟离子检测方法，其特征在于：所述荧光强度的测定条件为：在365nm的激发光波长进行测定。


6.根据权利要求3所述的氟离子检测方法，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：马立军，冯锐鸿，刘鸿，肖盈希，张中岩，雷晓兰，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：广东;44