Page 126 - 《精细化工》2021年第3期

第 38 卷第 3 期 精 细 化 工 Vol.38, No.3
202 1 年 3 月 FINE CHEMICALS Mar. 2021

功能材料
氨基脲衍生物的合成及其阴离子识别性能

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曹 成 1,2 ，闫盆吉 ，籍向东 ，李宽兵 ，李 芳 ，岳国仁 1,2
（1. 河西学院 化学化工学院 甘肃省河西走廊特色资源利用重点实验室，甘肃 张掖 734000；2. 甘肃省
凯源生物技术开发中心，甘肃 张掖 734000）

摘要：以 3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷和 2, 4-二硝基苯肼为原料，制备了一种氨基脲衍生物阴离子受体 R，通过
1 HNMR、 CNMR、FTIR 和 HRMS 对其结构进行了表征。在二甲基亚砜（DMSO）体系，受体 R 通过 UV-Vis
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吸收光谱的变化及溶液颜色的显著差别对 F 、CH 3 COO（Ac ）和 CN 表现出良好的识别能力。此外，通过向 DMSO
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体系中加入体积分数 30%竞争溶剂 H 2 O 可以实现对 CN 的单一识别。根据 Benesi-Hidebrand 方程，受体 R 识别
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CN 的络合常数为 8.58×10 L/mol，且检出限为 1.470 μmol/L。Job 曲线分析证实，受体 R 与 F 通过氢键以物质的量
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比为 1∶1 形成配合物。HNMR 滴定及理论计算表明，受体 R 与阴离子是以氢键形式相结合的识别机制，未发现脱
质子过程。
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关键词：氨基脲；阴离子识别；CN 化学传感器；功能材料
中图分类号：O657.3 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2021) 03-0546-08
Synthesis and anion recognition properties of a
semicarbazide derivative

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CAO Cheng , YAN Penji , JI Xiangdong , LI Kuanbing , LI Fang , YUE Guoren
（1. Key Laboratory of Hexi Corridor Resources Utilization of Gansu, College of Chemistry and Chemical Engineering,
Hexi University, Zhangye 734000, Gansu, China; 2. Kaiyuan Bio-Tech Development Center, Zhangye 734000, Gansu, China）
Abstract: A semicarbazide derivative anion receptor R was synthesized using 3-propyl isocyanate
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triethoxysilane and 2, 4-dinitrophenylhydrazine as raw materials and characterized by HNMR, CNMR,
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FTIR and HRMS. Receptor R exhibited excellent recognition capability for F , CH 3 COO (Ac ) and CN by
obvious changes of UV-Vis spectra and solution color in dimethyl sulfoxide (DMSO) system. In addition,
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the single recognition of receptor R on CN could be achieved by adding volume fraction 30% of competing
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solvent H 2O into DMSO system. According to the Benesi-Hidebrand equation, receptor R recognized CN
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with a complexing constant of 8.58×10 L/mol and a detection limit of 1.470 μmol/L. The Job curve
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analysis confirmed that the receptor R and F formed a complex by hydrogen bonding at a molar ratio of
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1∶1. HNMR titration and theoretical calculation indicated that the recognition mechanism of receptor R
for anions by hydrogen bonding, and no deprotonation behavior was found.
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Key words: semicarbazide; anion recognition; chemosensor for CN ; functional materials
阴离子在工业生产、生物技术及环境处理等领 危害很大，但依然被广泛应用于电镀、树脂、塑料
[4]
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域扮演了重要的角色。CN 是强毒性阴离子，且经 制造及金银矿业等领域 。考虑到公共环境卫生安
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常作为煤气厂的副产物被排出，甚至被用于一些犯 全问题，发展高灵敏度、高选择性的 CN 比色传感
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罪活动。研究发现，CN 可以通过皮肤、胃肠或肺 器已成为现阶段的研究热点 [5-7] 。现阶段检测识别
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被人体吸收导致呕吐、昏迷甚至死亡 [1-3] 。尽管 CN – CN 的方法主要包括：伏安法、电化学、电位法、

收稿日期：2020-06-30; 定用日期：2020-09-09; DOI: 10.13550/j.jxhg.20200573
基金项目：国家自然科学基金（21761011）；甘肃省科技计划资助项目（18JR3RG205）；甘肃省高等学校科研项目（2014A-107,
2018A-088）；大学生创新创业训练计划项目（201810740001）
作者简介：曹 成（1982—），男，副教授，E-mail: caochxu@126.com。联系人：籍向东（1987—），男，副教授，E-mail: jxdsn@163.com。