一種含三芳基硼骨架的化合物及其制備方法和應用技術

本發明專利技術公開了一種含三芳基硼骨架的化合物及其制備方法和應用。本發明專利技術的化合物在液態有機溶劑和有機溶劑?水混合溶液中，可以作為自參比的銀離子熒光探針。因為將這類化合物單分散在液態溶劑后，體系發光的顏色和強度隨被測Ag

Compound containing three aryl boron framework and preparation method and application thereof

The invention discloses a compound containing three aryl boron framework, a preparation method and an application thereof. The compounds of the present invention in liquid organic solvent and organic solvent water mixed solution, can be used as self reference fluorescence probe of silver ion. Since these compounds are dispersed only in liquid solvents, the color and intensity of the luminescence are measured with Ag

【技術實現步驟摘要】
一種含三芳基硼骨架的化合物及其制備方法和應用
本專利技術屬于分析化學領域中的熒光器件，特別涉及一種含三芳基硼骨架的化合物及其制備方法和包含其的熒光器件以及在銀離子檢測中的應用。
技術介紹
銀的應用十分廣泛，但同時Ag+能使巰基酶類失活，抑制對環境友好的細菌生長繁殖等，不適當的應用也能對環境產生不利的后果，所以研發簡便、快速、可視化的Ag+識別方法是很必要的。在離子識別領域，有效的識別基團是熒光化學傳感器成功識別目標物的基礎。根據底物不同的結構和性質，設計出與之高度互補、作用較強的專一性識別基團才能實現對底物有效的識別。離子和中性小分子是最常見的識別底物。三芳基硼類化合物主要利用其缺電子性和取代基位阻調整，用于識別F離子，CN離子。本專利技術合成得到了一類基于芳基硼類發光基團的席夫堿熒光化合物，能對Ag+進行選擇性的快速識別。在較弱青色熒光的該化合物分散在有機溶液或干水凝膠中，加入Ag+水溶液，在550nm處出現新的強發光峰，而對其他正離子則沒有該效果。這是因為化合物中N原子上的孤對電子與Ag+結合后，分子的電子共軛結構發生變化，從而導致發光性質的改變。其熒光顏色能對銀離子濃度進行響應，因此可以采用熒光比例法對溫度進行標定，擺脫熒光分子濃度波動的影響，這對提高器件的準確度很有意義。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種含三芳基硼骨架的化合物及其制備方法及其在銀離子檢測中的應用。本專利技術的含三芳基硼骨架的化合物，其結構如式(I)所示：其中，R1、R2可以相同或不同，為任選的給電子的苯環取代基。進一步地，所述的給電子的苯環取代基，優選為進一步地，所述的苯環取代基指具有苯環，且苯環與B原子直接相連的取代基。上述的含三芳基硼骨架的化合物的制備方法，包括如下步驟：其中，R1、R2可以相同或不同，為任選給電子的苯環取代基；a)將化合物1(二芳基硼酸甲酯，優選二米基硼酸甲酯)溶于溶劑(優選乙醚、四氫呋喃)中，加4-溴三苯胺，反應得到化合物2即N,N-二苯基-4-(二芳基硼)苯胺(當化合物1為二米基硼酸甲酯時，對應的化合物2為N,N-二苯基-4-(二米基硼)苯胺)；b)將化合物2溶于溶劑(優選二甲基甲酰胺)中，加入三氯氧磷，反應得到化合物3；c)將化合物3加入溶劑(優選乙腈)中，再加入水合肼，反應得到式(I)所示的化合物即化合物I。進一步地，步驟a)的反應優選在氬氣保護下進行，反應溫度優選常溫；反應后優選用水洗，硫酸鎂干燥。再用硅膠柱提純。最后重結晶。式(I)所示的化合物能夠應用于檢測銀離子的濃度中。所述本專利技術化合物的發光能夠隨著銀離子濃度的變化而變化，其原因是所述化合物使用了水合肼與兩當量的三芳基硼化合物反應，生成了一個具有分子內電荷轉移能力熒光的共軛的雙硼化合物。其中水合肼的氮原子有孤對電子，有給電子能力。根據相關文獻，氮原子上的孤對電子易與金屬離子結合，且在不同的構型構象下有選擇性，可作為探針使用。經試驗，本化合物能與水環境中的銀離子發生反應，而且選擇性非常好。反應前后不僅熒光強度變化明顯，而且熒光顏色也發生了明顯的變化，是很好的熒光銀離子探針。本專利技術進一步提供一種用于測量銀離子濃度的銀離子濃度-熒光器件，其包括分散于介質中的化合物I。進一步地，所述銀離子濃度-熒光器件為單分子變色的銀離子濃度-熒光器件。所述的器件可以具有各種不同的大小及形狀。該器件的熒光顏色和強度隨銀離子濃度發生變化，銀離子濃度由兩個選定波長的熒光強度比例標定，不受強度的影響，因而不受熒光物質濃度的影響。進一步地，所述的介質可為有機溶劑，基于該種分散介質的器件可稱為液態銀離子濃度-熒光器件。所述器件具有不同顏色的熒光，這些熒光都隨著銀離子濃度的變化有不同程度的變化，其發光強度比例不隨濃度的影響，且量子效率一直較高。進一步地，所述的介質也可為固態分子，優選固態交聯水凝膠，基于該種分散介質的器件可稱為固態銀離子濃度-熒光器件。所述器件具有不同顏色的熒光，這些熒光都隨著銀離子濃度的變化有不同程度的變化，其發光強度比例不隨濃度的影響，且量子效率一直較高。進一步地，所述的有機溶劑為能使該類化合物溶解的有機物，優選二氯甲烷、乙醚、四氫呋喃、甲基四氫呋喃、乙酸乙酯、乙腈、二甲基亞砜(DMSO)、二甲基甲酰胺(DMF)、甲醇、乙醇、乙二醇、二乙二醇二甲醚(2-methoxyethylether)、等；所述的固態交聯水凝膠優選網狀聚十六烷基吡咯烷酮(PVP)水凝膠等。將化合物I分散在分散介質(液態有機溶劑或固態高分子)中，再制作成器件，即可得到分散于介質中的銀離子濃度-熒光器件。所述制作備成器件的方法，優選將化合物I分散于液態有機溶劑形成的溶液置于透明容器內；或將化合物I分散于固態高分子形成的高分子系統制成各種形狀的塊狀材料、或成膜、或依據已有方法制成納米或微米級的高分子小球；所述的將化合物I分散于固態高分子的方法優選將化合物I溶于有機溶劑，再與高分子溶液混溶后，然后揮發去除有機溶劑。本專利技術還提供了一種銀離子濃度-熒光器件的使用方法，包括：(1)繪制標準曲線；將所述器件置于不同溫度下測量其熒光光譜，選取兩個特定波長，并將各銀離子濃度下這兩個波長的熒光強度比對溫度作圖，擬合得到熒光強度比例和銀離子濃度的關系圖。該比例不受濃度的影響。(2)將器件放置于需要測量銀離子濃度的環境，測量兩個選定波長的熒光強度，再將其比例放入標準曲線，即可得到該處的銀離子濃度。根據本專利技術，在選取這兩個特定波長時，熒光強度要較高，以保證數據的準確度，滿足該條件后盡量選擇變化較大的位置。本專利技術所述的銀離子濃度-熒光器件具有如下優點：1)所述的銀離子濃度-熒光器件對溫度的響應時間很短，一旦銀離子濃度發生變化變化，發光在少于1秒的時間內就達到相應的顏色，可以對銀離子濃度進行實時的檢測。2)所述的銀離子濃度-熒光器件中的發光物質是單組份的，發光顏色隨著銀離子濃度的變化而發生變化，對銀離子濃度的標定由兩固定波長的熒光強度比(即波形)得到，而不依賴發光強度，也即不依賴熒光物質的濃度。所以，可以完全避免發光物質濃度分布不均的干擾，也能避免銀離子濃度-熒光器件在需要測溫體系中分布不規則、運動等所產生的干擾，準確度很高。而一般單組份發光強度變化熒光器件和多組分發光顏色變化器件均無此優點。3)所述的銀離子濃度-熒光器件的發光對銀離子濃度變化較大，靈敏度高。4)所述的銀離子濃度-熒光器件的介質要求簡單，成本較低，高分子的價格低、可塑性強，可以方便的制作為不規則塊狀，或微米/納米小球。附圖說明圖1為化合物NMBA的四氫呋喃/水溶液(10:1)體系對銀離子的熒光響應圖。圖2為化合物NMBA的有機溶劑-水器件對銀離子熒光識別的選擇性圖。具體實施方式為了進一步說明本專利技術的指導思想，給出下列系列具體實施例，但本專利技術并不受這些具體實施例的限制，任何了解該領域的技術人員對本專利技術的些許改動將可以達到類似的結果，這些改動也包含在本專利技術之中。實施例1制備化合物NMBAa)4-(二米基硼)-N,N-二苯基苯胺(MOME)：采用現有技術的常規方法合成化合物1。將4-溴三苯胺10g溶于300ml脫氣乙醚，氬氣保護，降溫至-78℃，加入1.2當量的正丁基鋰攪拌，逐漸將溫度升至0℃，再次降溫至-78℃。加入1.1當量化合物1，回溫至常溫并繼本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種含三芳基硼骨架的化合物，其結構如式(I)所示，

【技術特征摘要】
1.一種含三芳基硼骨架的化合物，其結構如式(I)所示，其中，R1、R2可以相同或不同，為任選的給電子的苯環取代基。2.如權利要求1所述的化合物，所述的給電子的苯環取代基為3.權利要求1或2所述的化合物的制備方法，包括以下步驟：a)將二芳基硼酸甲酯即化合物1溶于溶劑中，加4-溴三苯胺，反應得到化合物2；b)將化合物2溶于溶劑中，加入三氯氧磷，反應得到化合物3；c)將化合物3加入溶劑中，再加入水合肼，反應得到式(I)所示的化合物即化合物I。4.如權利要求3所述的制備方法，步驟a)的溶劑為乙醚或四氫呋喃；步驟b)的溶劑為二甲基甲酰胺；步驟c)的溶劑為乙腈。5.權利要求1或2所述的化合物在檢測量銀離子濃度中的用途。6.一種銀離子濃度-熒光器件，包括分散于介質中的化合物I。7.如權利要求6所述的銀離子濃度-熒光...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉玄，許浩果，周虎，白彩秀，周超波，
申請(專利權)人：湖南科技大學，
類型：發明
國別省市：湖南,43