一種檸檬酸酯類熒光化合物及其在汞離子檢測的應用
【專利摘要】本發明公開了一種檸檬酸酯類熒光化合物，以二環己基碳二亞胺作催化劑，不僅可以活化羧基，起到活化作用，還可以作為縛水劑，吸收酯化反應過程中產生的水，使得反應向生成酯的方向進行；通過簡單的制備方法、較低的溫度和較短的時間就可以得到熒光強度較高的黃綠色的檸檬酸酯類熒光化合物，熒光量子產率可達5.0%。本發明還提供了該檬酸酯類熒光化合物在水體系汞離子檢測的應用，可以靈敏的識別水體系中的汞離子，對環境監測具有重要的意義。
【專利說明】
一種檸檬酸酯類熒光化合物及其在汞離子檢測的應用
技術領域
[0001]本發明屬于材料化學技術領域，具體涉及一種檸檬酸酯類熒光化合物及其在汞離子檢測的應用。
【背景技術】
[0002]熒光有機分子的激發光譜、發射光譜和熒光強度都與它們的結構密切相關。通常熒光有機分子的典型結構特征包括:(I)具有共軛結構體系，增加分子內共軛體系長度可提高熒光效率并使熒光紅移；(2)具有剛性平面結構，增加分子共平面性和剛性的因素往往而使熒光增強；(3)最低的單線電子激發態SI為31-31*型；(4)取代基為給電子基團。目前絕大多數有機熒光分子的研究集中在具有共軛結構的有機分子方向一一即含有典型熒光基團的有機化合物，相關熒光機理研究也較為充分。除了這一類含共軛體系的有機分子，發明人在實驗過程中發現:酯可以作為連接共軛雜環及生色的官能團。但目前還未見到生成的酯類物質具有熒光性質的任何報道。
【發明內容】
[0003]本發明提供了一種檸檬酸酯類熒光化合物。
[0004]本發明的還提供了該檸檬酸酯類熒光化合物在水體系汞離子檢測的應用。
[0005]本發明的技術方案如下:
一種檸檬酸酯類熒光化合物，是由以下步驟制備得到的:
1)氮氣保護條件下將無水檸檬酸加至圓底燒瓶中，逐滴滴加有機溶劑并磁力攪拌，待無水檸檬酸溶解完全后加入二環己基碳二亞胺，二環己基碳二亞胺溶解完全后在25-40 °C條件下反應30-90min，得初產物；
2)初產物過濾去除白色沉淀，旋轉蒸發溶液去除有機溶劑，得橙色黏流狀混合物；
3)向橙色黏流狀混合物中加入丙酮，超聲處理15-30min，過濾去除白色沉淀，所得橙色溶液20-30°C條件下旋轉蒸發去除丙酮；
4)重復步驟3)數次，至加入丙酮后沒有沉淀生成，20-30°C條件下旋轉蒸發去除丙酮，即可制得檸檬酸酯類熒光化合物。
[0006]所述有機溶劑為甲醇、乙醇、正丙醇和正丁醇中的一種。
[0007]所述無水檸檬酸與有機試劑的摩爾比為I: 10-20。
[0008]所述無水檸檬酸與二環己基碳二亞胺摩爾比為1:0.15-1。
[0009]所述丙酮與有機溶劑的體積比為I: I。
[0010]所述檸檬酸酯類熒光化合物在水體系汞離子檢測中的應用。
[0011]本發明的有益效果:本發明提供了一種由檸檬酸和醇類有機溶劑制備的檸檬酸酯類熒光化合物，以二環己基碳二亞胺作催化劑，不僅可以活化羧基，起到活化作用，還可以作為縛水劑，吸收酯化反應過程中產生的水，使得反應向生成酯的方向進行;通過簡單的制備方法、較低的溫度和較短的時間就可以得到熒光強度較高的黃綠色的檸檬酸酯類熒光化合物，熒光量子產率可達5.0%。
[0012]本發明還提供了該檬酸酯類熒光化合物在水體系汞離子檢測的應用，目前環境水樣中汞離子的測定主要采用等離子體發射光譜法和質譜法。但是這些方法操作復雜費時，本發明制備的檸檬酸酯類熒光化合物可以靈敏的識別水體系中的汞離子，對環境監測具有重要的意義。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明實施例1制備的檸檬酸酯類熒光化合物的可見光吸收光譜，在420nm下的熒光激發光譜及在496nm熒光發射光譜；
圖2為本發明實施例1制備的檸檬酸酯類熒光化合物在不同激發波長下的發射光譜； 由圖可知激發波長為420nm，發射波長為496nm時，此時的發射波長最大；
圖3為本發明實施例1制備的檸檬酸酯類熒光化合物的離子檢測結果；
由圖可知對汞離子的識別作用明顯；
圖4為本發明實施例1制備的檸檬酸酯類熒光化合物的產物表征圖；
左圖在紫外燈365nm照射下，右圖在日光燈照射下。
【具體實施方式】
[0014]為了使本技術領域的人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖和實施方式對本發明做進一步的詳細說明，但不限于此。
[0015]實施例中所用的原料均為市售。
[0016]實施例1
一種檸檬酸酯類熒光化合物，是由以下步驟制備得到的:
1)氮氣保護條件下將無水檸檬酸加至圓底燒瓶中，逐滴滴加甲醇并磁力攪拌，待無水檸檬酸溶解完全后加入二環己基碳二亞胺，二環己基碳二亞胺溶解完全后在40°c條件下反應30min，得初產物；
2)初產物過濾去除白色沉淀，旋轉蒸發溶液去除甲醇，得橙色黏流狀混合物；
3)向橙色黏流狀混合物中加入丙酮，超聲處理30min，過濾去除白色沉淀，所得橙色溶液20°C條件下旋轉蒸發去除丙酮；
4)重復步驟3)數次，至加入丙酮后沒有沉淀生成，20°C條件下旋轉蒸發去除丙酮，即可制得檸檬酸酯類熒光化合物。
[0017]所述無水檸檬酸與有機試劑的摩爾比為1:10。
[0018]所述無水檸檬酸與二環己基碳二亞胺的摩爾比為I: I。
[0019]所述丙酮與甲醇的體積比為1:1。
[0020]所述檸檬酸酯類熒光化合物在水體系汞離子檢測中的應用。
[0021]對本發明制備的檸檬酸酯類熒光化合物進行熒光測試:圖1為本發明實施例1制備的檸檬酸酯類熒光化合物的可見光吸收光譜，在420nm下的熒光激發光譜及在496nm熒光發射光譜；圖2為本發明實施例1制備的檸檬酸酯類熒光化合物在不同激發波長下的發射光譜；由圖可知激發波長為420nm，發射波長為496nm時，此時的發射波長最大；以硫酸奎寧為參比物得到的檸檬酸酯類熒光化合物的熒光量子產率為5.0%;圖3為本發明實施例1制備的檸檬酸酯類熒光化合物的離子檢測結果；由圖可知對汞離子的識別作用明顯；圖4為本發明實施例1制備的檸檬酸酯類熒光化合物的產物表征圖；左圖在紫外燈365nm照射下，右圖在日光燈照射下。
[0022]實施例2
一種檸檬酸酯類熒光化合物，是由以下步驟制備得到的:
1)氮氣保護條件下將無水檸檬酸加至圓底燒瓶中，逐滴滴加乙醇并磁力攪拌，待無水檸檬酸溶解完全后加入二環己基碳二亞胺，二環己基碳二亞胺溶解完全后在35°C條件下反應50min，得初產物；
2)初產物過濾去除白色沉淀，旋轉蒸發溶液去除乙醇，得橙色黏流狀混合物；
3)向橙色黏流狀混合物中加入丙酮，超聲處理25min，過濾去除白色沉淀，所得橙色溶液25°C條件下旋轉蒸發去除丙酮；
4)重復步驟3)數次，至加入丙酮后沒有沉淀生成，25°C條件下旋轉蒸發去除丙酮，即可制得檸檬酸酯類熒光化合物。
[0023]所述無水檸檬酸與有機試劑的摩爾比為I: 14。
[0024]所述無水檸檬酸與二環己基碳二亞胺的摩爾比為1:0.7。
[0025]所述丙酮與乙醇的體積比為1:1。
[0026]所述檸檬酸酯類熒光化合物在水體系汞離子檢測中的應用。
[0027]以硫酸奎寧為參比物，本實施例制備的得到的檸檬酸酯類熒光化合物的熒光量子產率為4.3%。
[0028]實施例3
一種檸檬酸酯類熒光化合物，是由以下步驟制備得到的:
1)氮氣保護條件下將無水檸檬酸加至圓底燒瓶中，逐滴滴加正丙醇并磁力攪拌，待無水檸檬酸溶解完全后加入二環己基碳二亞胺，二環己基碳二亞胺溶解完全后在30°C條件下反應70min，得初產物；
2)初產物過濾去除白色沉淀，旋轉蒸發溶液去除正丙醇，得橙色黏流狀混合物；
3)向橙色黏流狀混合物中加入丙酮，超聲處理20min，過濾去除白色沉淀，所得橙色溶液25°C條件下旋轉蒸發去除丙酮；
4)重復步驟3)數次，至加入丙酮后沒有沉淀生成，25°C條件下旋轉蒸發去除丙酮，即可制得檸檬酸酯類熒光化合物。
[0029]所述無水檸檬酸與有機試劑的摩爾比為1:18。
[0030]所述無水檸檬酸與二環己基碳二亞胺的摩爾比為1:0.4。
[0031 ]所述丙酮與正丙醇的體積比為I: I。
[0032]所述檸檬酸酯類熒光化合物在水體系汞離子檢測中的應用。
[0033]以硫酸奎寧為參比物，本實施例制備的得到的檸檬酸酯類熒光化合物的熒光量子產率為3.9%。
[0034]實施例4
一種檸檬酸酯類熒光化合物，是由以下步驟制備得到的:
I)氮氣保護條件下將無水檸檬酸加至圓底燒瓶中，逐滴滴加正丁醇并磁力攪拌，待無水檸檬酸溶解完全后加入二環己基碳二亞胺，二環己基碳二亞胺溶解完全后在25°C條件下反應90min，得初產物；
2)初產物過濾去除白色沉淀，旋轉蒸發溶液去除正丁醇，得橙色黏流狀混合物；
3)向橙色黏流狀混合物中加入丙酮，超聲處理15min，過濾去除白色沉淀，所得橙色溶液30°C條件下旋轉蒸發去除丙酮；
4)重復步驟3)數次，至加入丙酮后沒有沉淀生成，30°C條件下旋轉蒸發去除丙酮，即可制得檸檬酸酯類熒光化合物。
[0035]所述有機溶劑為甲醇、乙醇、正丙醇和正丁醇中的一種。
[0036]所述無水檸檬酸與有機試劑的摩爾比為1:20。
[0037]所述無水檸檬酸與二環己基碳二亞胺的摩爾比為1:0.15。
[0038]所述丙酮與正丁醇的體積比為I: I。
[0039]所述檸檬酸酯類熒光化合物在水體系汞離子檢測中的應用。
[0040]以硫酸奎寧為參比物，本實施例制備的得到的檸檬酸酯類熒光化合物的熒光量子產率為3.5%。
[0041]顯然，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想。應當指出，對于所述技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護范圍內。
【主權項】
1.一種檸檬酸酯類熒光化合物，其特征在于，是由以下步驟制備得到的: 1)氮氣保護條件下將無水檸檬酸加至圓底燒瓶中，逐滴滴加有機溶劑并磁力攪拌，待無水檸檬酸溶解完全后加入二環己基碳二亞胺，二環己基碳二亞胺溶解完全后在25-40 °C條件下反應30-90min，得初產物； 2)初產物過濾去除白色沉淀，旋轉蒸發溶液去除有機溶劑，得橙色黏流狀混合物； 3)向橙色黏流狀混合物中加入丙酮，超聲處理15-30min，過濾去除白色沉淀，所得橙色溶液20-30°C條件下旋轉蒸發去除丙酮； 4)重復步驟3)數次，至加入丙酮后沒有沉淀生成，20-30°C條件下旋轉蒸發去除丙酮，即可制得檸檬酸酯類熒光化合物。2.根據權利要求1所述的檸檬酸酯類熒光化合物，其特征在于，所述有機溶劑為甲醇、乙醇、正丙醇和正丁醇中的一種。3.根據權利要求1所述的檸檬酸酯類熒光化合物，其特征在于，所述無水檸檬酸與有機試劑的摩爾比為1:10-20。4.根據權利要求1所述的檸檬酸酯類熒光化合物，其特征在于，所述無水檸檬酸與二環己基碳二亞胺摩爾比為1:0.15-1。5.根據權利要求1所述的檸檬酸酯類熒光化合物，其特征在于，所述丙酮與有機溶劑的體積比為1:1。6.—種權利要求1-5中任一項所述的檸檬酸酯類熒光化合物在汞離子檢測的應用，其特征在于，所述檸檬酸酯類熒光化合物在水體系汞離子檢測中的應用。
【文檔編號】C09K11/06GK105968003SQ201610397020
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月7日
【發明人】黨兆盈, 關瑞芳
【申請人】濟南大學