基于菲罗啉衍生物的双核铱配合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术为一种基于菲罗啉衍生物的双核铱配合物及其制备方法和应用。该双核铱配合物以2

【技术实现步骤摘要】
基于菲罗啉衍生物的双核铱配合物及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及化学计量剂领域，具体涉及含空配位点的菲罗啉衍生物的双核铱配合物的合成及应用。

技术介绍

[0002]铜是一种金属元素，单质呈紫红色，+2价是其最常见的价态，它可以和绝大部分常见的阴离子形成盐。Cu
2+
是维持人体健康不可缺少的微量营养元素，对于血液、中枢神经和免疫系统、头发、皮肤和骨骼组织以及大脑和肝、心等的发育和正常功能的发挥具有重要影响，在许多生物过程中起着非常重要的作用。但是，人体内铜的浓度超标可导致某些疾病，如阿尔茨海默病和威尔逊病等，还会引起神经系统退化、记忆功能和认知功能进行性退化、肝损伤、中枢神经系统受损等病变。同时，由于铜在工农业生产中有着广泛的应用，因此排放到环境中的Cu
2+
的浓度也逐年增加，Cu
2+
在土壤及农作物中堆积，会造成农作物生长不良，污染粮食籽粒，最终导致Cu
2+
在人体内过度富集，对人类健康造成威胁。因此，有效的检测铜离子对于生命科学和环境科学具有重要意义。
[0003]检测Cu
2+
的经典方法，如电感耦合等离子体质谱法，原子发射光谱法和原子吸收光谱法已被广泛应用。但这些方法都需要依赖复杂和精密的仪器，而且需要繁琐、耗时的前处理操作来完成分析过程，因此，这些方法不适用于现场检测和快速检测Cu
2+
。光学分析法因其操作简单、反应迅速、灵敏度和选择性高受到人们广泛关注。目前基于铱配合物的磷光化学传感器由于其优越的光物理特性(如发射特性对局部环境变化的敏感性)，相对较长的寿命(可用于消除荧光背景)，具有较大斯托克斯位移(便于分离激发和发射)等优点倍受关注，所使用的磷光化学传感及紫外
‑
可见吸收传感方法由于其灵敏度高、易于可视化和检测响应时间短，被认为是传感应用中最有效的工具。与单核铱配合物相比，双核铱配合物具有更加丰富的激发态，发光效率可以通过桥联配体的设计进行调控，目前在光学传感领域应用较少，有较大的开发空间。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术中存在的不足，提供一种基于菲罗啉衍生物的双核铱配合物及其制备方法和应用。该双核铱配合物以2
‑
(2,4
‑
二氟苯基)吡啶为主配体，分别以2,5
‑
双(1H
‑
咪唑并[4,5
‑
f][1,10]菲罗啉
‑2‑
基)呋喃和2,5
‑
双(1H
‑
咪唑并[4,5
‑
f][1,10]菲罗啉
‑2‑
基)噻吩为中性配体，以六氟磷酸根为抗衡离子。双核铱配合物中的菲罗啉衍生物中包含未配位的氮、氧或硫原子，通过这些空配位点与Cu
2+
的络合作用，实现对Cu
2+
的选择性识别，且具有较高的灵敏度。将含有Cu
2+
的溶液加入双核铱配合物的乙腈溶液中，肉眼观察到混合溶液由黄色变为绿色，在发射光谱中可以看到发射峰处的强度猝灭，在紫外
‑
可见吸收光谱294nm处的吸光度增加，其他金属离子对此检测过程没有干扰。
[0005]本专利技术的技术方案为：
[0006]一种基于菲罗啉衍生物的双核铱配合物，该配合物为结构式如下的两个物质：
[0007][0008]所述的基于菲罗啉衍生物的双核铱配合物的制备方法，该方法包括如下步骤：
[0009]在无水无氧的操作条件下，将双{二[2
‑
(2,4
‑
二氟苯基)吡啶]合二氯化铱}与中性配体在45
‑
80℃的混合溶剂中回流6h～12h后，再向体系中加入KPF6，然后室温搅拌1h～2h，得到阳离子型双核铱配合物；
[0010]其中，摩尔比为双{二[2
‑
(2,4
‑
二氟苯基)吡啶]合二氯化铱}:中性配体:KPF6＝1:1.1～1.5:2.5～10.0；
[0011]所述的中性配体为2,5
‑
双(1H
‑
咪唑并[4,5
‑
f][1,10]菲罗啉
‑2‑
基)呋喃或2,5
‑
双(1H
‑
咪唑并[4,5
‑
f][1,10]菲罗啉
‑2‑
基)噻吩；
[0012]所述的混合溶剂为二氯甲烷和甲醇，二者体积比为1:1；每毫摩尔双{二[2
‑
(2,4
‑
二氟苯基)吡啶]合二氯化铱}加入30～100毫升混合溶剂。
[0013]所述的基于菲罗啉衍生物的双核铱配合物的应用，用于识别溶液中的Cu
2+
。
[0014]具体包括以下几种方法：
[0015]方法一，包括如下步骤：
[0016]在双核铱配合物的乙腈溶液中，加入待测水溶液，得到混合测试溶液；当肉眼观察到双核铱配合物由原来的黄色变为绿色时，说明待测水溶液中含有Cu
2+
；
[0017]其中，混合测试溶液中，双核铱配合物的浓度为1.0
×
10
‑6mol/L～5.0
×
10
‑2mol/L，混合测试溶液中含有Cu
2+
离子的判定含量范围为1.0
×
10
‑7mol/L～5.0mol/L；
[0018]当肉眼观察到双核铱配合物由原来的黄色变为绿色时，优选判定摩尔比为，双核铱配合物：Cu
2+
离子＝0.1～10:1；
[0019]或者方法二，包括以下步骤：
[0020]在双核铱配合物的乙腈溶液中，加入待测水溶液，得到混合测试溶液；用荧光光谱仪测定混合溶液在最大发射峰处的发射强度变化，当发射强度猝灭量超过10％时，说明待测水溶液中含有Cu
2+
；
[0021]其中，混合测试溶液中，双核铱配合物的浓度为1.0
×
10
‑6mol/L～5.0
×
10
‑2mol/L，混合测试溶液中含有Cu
2+
离子的判定含量范围为1.0
×
10
‑7mol/L～5.0mol/L；
[0022]当最大发射峰处发射强度猝灭量超过10％时，优选判定摩尔比为，双核铱配合物：Cu
2+
离子＝0.1～10:1；
[0023]或者方法三，包括以下步骤：
[0024]在双核铱配合物的乙腈溶液中，加入待测水溶液，得到混合测试溶液；用紫外
‑
可见吸收分光光度计测定混合溶液在294nm处的吸收强度变化，当吸光度值增大量超过10％时，说明待测水溶液中含有Cu
2+
。
[0025]其中，混合测试溶液中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于菲罗啉衍生物的双核铱配合物，其特征为该配合物为结构式如下的两个物质：2.如权利要求1所述的基于菲罗啉衍生物的双核铱配合物的制备方法，其特征为该方法包括如下步骤：在无水无氧的操作条件下，将双{二[2
‑
(2,4
‑
二氟苯基)吡啶]合二氯化铱}与中性配体在45
‑
80℃的混合溶剂中回流6h～12h后，再向体系中加入KPF6，然后室温搅拌1h～2h，得到阳离子型双核铱配合物；其中，摩尔比为双{二[2
‑
(2,4
‑
二氟苯基)吡啶]合二氯化铱}:中性配体:KPF6＝1:1.1～1.5:2.5～10.0；所述的中性配体为2,5
‑
双(1H
‑
咪唑并[4,5
‑
f][1,10]菲罗啉
‑2‑
基)呋喃或2,5
‑
双(1H
‑
咪唑并[4,5
‑
f][1,10]菲罗啉
‑2‑
基)噻吩；所述的混合溶剂为二氯甲烷和甲醇，二者体积比为1:1；每毫摩尔双{二[2
‑
(2,4
‑
二氟苯基)吡啶]合二氯化铱}加入30～100毫升混合溶剂。3.如权利要求1所述的基于菲罗啉衍生物的双核铱配合物的应用，其特征为用于识别溶液中的Cu
2+
。4.如权利要求3所述的基于菲罗啉衍生物的双核铱配合物的应用，其特征为具体包括以下几种方法：方法一，包括如下步骤：在双核铱配合物的乙腈溶液中，加入待测水溶液，得到混合测试溶液；当肉眼观察到双核铱配合物由原来的黄色变为绿色时，说明待测水溶液中含有Cu
2+
；其中，混合测试溶液中，双核铱配合物的浓度为1.0
×
10
‑6mol/L～5.0
×
10
‑2mol/L，混合测试溶液中含有Cu
2+
离子的判定含量范围为1.0
×
10
‑7mol/L～5.0mol/L；或者方法二，包括以下步骤：在双核铱配合物的乙腈溶液中，加入待测水溶液，得到混合测试溶液；用荧光光谱仪测定混合溶液在最大发射峰处的发射强度变化，当发射强度猝灭量超过10％时，说明待测水溶液中含有Cu
2+

【专利技术属性】
技术研发人员：李红岩，黄一川，葛泽荣，佟鑫，楚曦，赵世盛，李文豪，薛伟，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：