一种1,8-萘酰亚胺衍生物及其制备方法与应用

技术领域

本发明属于溶剂组成分析技术领域，尤其涉及一种1,8-萘酰亚胺衍生物及其制备方法与应用。

背景技术

有机溶剂与水的均相混合体系在工农业生产和科学研究等领域中有着广泛的应用。如果能随时得知其中水和有机溶剂的含量，无论是对实施过程控制、最终废弃物处置还是降低成本、保护环境都具有很重要的意义。费舍尔滴定法、色谱法、电化学法等传统有机溶剂/水组成检测方法存在仪器昂贵、使用有毒化学试剂、实验操作繁琐、耗时长、不能原位实时检测等不足。因此，研究人员开发了使用方便、灵敏度高、可用于原位实时检测的荧光探针和传感器。

例如，Song等设计合成了三苯胺基共轭化合物荧光传感器1和2。先将1和2分别溶解在乙腈、丙酮、乙醇、四氢呋喃、二甲基甲酰胺和二甲基亚砜中，然后在每个溶液中加入水，利用荧光强度随水含量增加而降低的关系检测有机溶剂/水组成，虽然能检测多种体系，且检测限低，但是传感器合成繁琐，检测时需要溶解于被测体系中，便携性差。

Georgiev等报道了一种萘环4-位含有哌嗪酰亚胺基的1,8-萘酰亚胺荧光探针3，可以检测乙醇(0-40％)/水、乙腈(0-30％)/水组成，但是检测时探针也需要溶解在有机溶剂/水混合液中，便携性差。

王晶等通过将小分子1,8-萘酰亚胺衍生物4-((2-氨基)乙基)氨基-N-正丁基-1,8-萘酰亚胺接枝到过氯乙烯大分子侧链上，制备了一种用于检测水/DMF组成的大分子荧光探针4。虽然检测范围宽，但是合成繁琐，检测时也需要将探针溶解在水/DMF混合液中，便携性差。而且实验证明BNN不能用于检测水/DMF混合液组成，

总体而言，至今用于检测有机溶剂/水组成的荧光探针和传感器品种很少，而且大多数检测是将探针或传感器溶解在有机溶剂/水混合液中进行，便携性欠佳，且检测范围有限。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中用于检测有机溶剂/水组成的荧光探针和传感器便携性欠佳、检测范围有限等问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种1,8-萘酰亚胺衍生物及其制备方法与应用。

本发明的第一个目的是提供一种1,8-萘酰亚胺衍生物，所述1,8-萘酰亚胺衍生物的结构式如下所示：

本发明的第二个目的是提供一种所述的1,8-萘酰亚胺衍生物的制备方法，包括以下步骤，

S1、将4-溴1,8-萘酐和正丁胺于乙醇中回流反应，得到中间体BBN；

S2、将S1所述中间体BBN和2-噻吩乙胺于溶剂中反应，得到所述1,8-萘酰亚胺衍生物；

其中，所述中间体BBN的结构式如下所示：

在本发明的一个实施例中，在S1中，所述4-溴1,8-萘酐和正丁胺的摩尔比为3.61：10.25。

在本发明的一个实施例中，在S1中，所述回流反应的温度为50℃；回流反应的时间为24h。

在本发明的一个实施例中，在S2中，所述中间体BBN和2-噻吩乙胺的摩尔比为0.10-0.45：0.60-3.00。

在本发明的一个实施例中，在S2中，还包括碳酸铯和碘化亚铜，中间体BBN、碳酸铯和碘化亚铜的摩尔比为0.10-0.45：0-0.50：0-0.10。

在本发明的一个实施例中，在S2中，所述反应的温度为100-120℃，反应的时间为12-36h。

在本发明的一个实施例中，在S2中，所述溶剂为乙二醇单甲醚或N,N-二甲基甲酰胺。

本发明的第三个目的是提供一种所述的1,8-萘酰亚胺衍生物在分析有机溶剂/水混合溶液的溶剂组成中的应用。

在本发明的一个实施例中，所述有机溶剂/水混合溶液中有机溶剂和水的体积比为10-90：90-10。

在本发明的一个实施例中，所述1,8-萘酰亚胺衍生物的浓度为2.835-28.35mg/g。

在本发明的一个实施例中，所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、乙腈、四氢呋喃或1,4-二氧六环。

本发明的技术方案相比现有技术具有以下优点：

(1)本发明所述的1,8-萘酰亚胺衍生物结构简单、合成相对容易、收率较高。

(2)本发明所述的应用中试纸的制备方法简单、使用方便、效果明显。

(3)本发明所述的应用中试纸的检测范围宽、响应速度快、便携性好，有很好的应用前景。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：

图1为本发明实施例1的1,8-萘酰亚胺衍生物(BNAS)的合成路线图；

图2为本发明应用例中BNAS浓度为2.835mg/g的试纸检测DMF/H

图3为本发明应用例中BNAS浓度为14.175mg/g的试纸检测DMF/H

图4为本发明应用例中BNAS浓度为28.35mg/g的试纸检测DMF/H

图5为本发明应用例中BNAS浓度为28.35mg/g的试纸检测CH

图6为本发明应用例中BNAS浓度为28.35mg/g的试纸检测THF/H

图7为本发明应用例中BNAS浓度为28.35mg/g的试纸检测1,4-Diox/H

其中，图2-7中的第一排为对照组，第二排为实验组，从左至右溶剂/H

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

实施例1

参照图1所示，一种1,8-萘酰亚胺衍生物及其制备方法，具体包括以下步骤：

(1)中间体(BBN)的制备

将4-溴-1,8-萘酐(1.0g，3.61mmol)于室温25℃下溶于无水乙醇(15mL)中，在N

(2)1,8-萘酰亚胺衍生物(BNAS)的制备

将BBN(150mg，0.45mmol)、碳酸铯(180mg，0.50mmol)和碘化亚铜(19mg，0.10mmol)溶解于DMF(10mL)中，升温至50℃后，在N

实施例2

一种1,8-萘酰亚胺衍生物及其制备方法，具体包括以下步骤：

将实施例1制备的BBN(90mg，0.30mmol)溶解于乙二醇单甲醚(4mL)中，不使用碳酸铯和碘化亚铜，升温至50℃后，在N

实施例3

一种1,8-萘酰亚胺衍生物及其制备方法，具体包括以下步骤：

将实施例1制备的BBN(90mg，0.30mmol)溶解于DMF(5mL)中，不使用碳酸铯和碘化亚铜，升温至50℃后，在N

实施例4

一种1,8-萘酰亚胺衍生物及其制备方法，具体包括以下步骤：

将实施例1制备的BBN(90mg，0.30mmol)溶解于DMF(5mL)中，不使用碳酸铯和碘化亚铜，升温至50℃后，在N

实施例5

一种1,8-萘酰亚胺衍生物及其制备方法，具体包括以下步骤：

将实施例1制备的BBN(33mg，0.10mmol)和碳酸铯(49mg，0.15mmol)溶解于DMF(2mL)中，升温至50℃后，将2-噻吩乙胺(70μL，0.60mmol)和碘化亚铜(4mg，0.021mmol)溶解于DMF(3mL)中，在N

应用例

(1)试纸制作方法

将实施例1制备的BNAS(3.71、9.76、19.52mg)溶于10、5、5mL二氯甲烷中，得到浓度分别为1mM、5mM、10mM的储备液。

将滤纸裁剪成直径为0.6cm大小的圆形纸片，每片滤纸滴加15μL浓度为1mM、5mM、10mM的储备液，在25℃下静置于通风橱中20min，再放入真空干燥箱中干燥5min后得到试纸，放在瓷点滴盘上备用。

试纸上BNAS的浓度以质量分数表示：每克(g)滤纸上负载的BNAS毫克(mg)，分别为2.835、14.175、28.35mg/g。

(2)用试纸检测有机溶剂/水组成的方法

用DMF、CH

配制DMF/H

同样方法考察不同BNAS浓度试纸检测CH

(3)BNAS浓度为2.835mg/g的试纸检测DMF/H

将DMF/H

(4)BNAS浓度为14.175mg/g的试纸检测DMF/H

将DMF/H

(5)BNAS浓度为28.35mg/g的试纸检测DMF/H

将DMF/H

(6)BNAS浓度为28.35mg/g的试纸检测CH

将CH

(7)BNAS浓度为28.35mg/g的试纸检测THF/H

将THF/H

(8)BNAS浓度为28.35mg/g的试纸检测1,4-Diox/H

将1,4-Diox/H

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。