一种检测氟离子的荧光探针及其制备方法和应用与流程
1.本发明涉及荧光探针技术领域，特别涉及一种检测氟离子的荧光探针及其制备方法和应用。
背景技术：
2.在超分子化学中人工阴离子受体的设计和开发引起了极大的重视。阴离子识别是超分子化学的一个重要分支，在生命科学、医学、环境科学等研究领域有重要意义。氟离子作为体积最小且电负性极大的阴离子，具有较高的电荷密度和独特的化学性质，因在生物体和自然界中广泛存在，并占据着不可替代的地位。氟化物在现代科技中有重要应用，在生物医学领域，少量氟离子可以增强与牙齿的结构的稳定性，保护骨与牙齿的健康，并且可以骨质疏松症；而人体蓄存过量致氟中毒，轻者造成氟斑牙，重者出现氟骨症，甚至完全丧失劳动和生活自理能力。
3.近年来，阴离子荧光探针由于其方法的选择识别性好、检测灵敏度高、抗干扰能力强和操作简单得到非常广泛的应用。荧光探针检测阴离子的主要原理是通过分子之间的特殊的相互作用，受体和特定的阴离子发生特异性的结合，从而导致荧光分子结构上发生变化，最终通过这种荧光信号的改变来实现对阴离子的定量及定性分析。目前人们已经设计、合成了很多具有潜在应用价值的阴离子荧光探针，但是大部分的探针合成复杂，成本高，选择性不好。因此，开发出一类灵敏度高、选择性好检测氟离子的荧光探针具有重要意义。
4.喹啉荧光团由于其分子具有半刚性结构、含有氮杂环、水溶性良好，常被用于药物合成以及光学材料等领域。但是喹啉荧光团共轭面小、激发波长短等缺点，作为荧光探针检测分析物的识别性能较差，使其不能直接用于实际生活中，为此，我们提出一种检测氟离子的荧光探针及其制备方法和应用。
技术实现要素：
5.本发明的主要目的在于提供一种检测氟离子的荧光探针及其制备方法和应用，可以有效解决背景技术中的问题。
6.通过对喹啉结构进行分子修饰设计出一系列喹啉类荧光探针，我们通过在荧光团和识别位点之间引入苯环以增大探针分子共轭面，增加紫外吸收波长并通过进一步的n烷基化提高探针水溶性及灵敏度。
7.为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
8.一种检测氟离子的荧光探针，其化学名称为2-(4-((4-((叔丁基二苯基甲硅烷基)氧基)苄基)氧基)苯乙烯基)-1-甲基喹啉-1-碘化鎓；其结构式如图1所示。
9.优选的，一种检测氟离子的荧光探针的制备方法，以2-甲基喹啉、对羟基苯甲醛和(4-溴苯氧基)(叔丁基)二苯基硅烷、为原料，通过缩合反应、亲核取代、n烷基化所得，反应流程如图2所示；
10.具体制备的方法步骤为：
11.(s1)、4-(2-(2-喹啉基)乙烯基)苯酚的合成；
12.(s2)、用步骤(s1)制备得到的4-(2-(2-喹啉基)乙烯基)和溶剂合成2-(4-(4-(叔丁基二苯基硅氧基)苄基)苯乙烯基)喹啉；
13.(s3)、用步骤(s2)制备得到的2-(4-(4-(叔丁基二苯基硅氧基)苄基)苯乙烯基)喹啉和溶剂合成2-(4-((4-((叔丁基二苯基甲硅烷基)氧基)苄基)氧基)苯乙烯基)-1-甲基喹啉-1-碘化鎓。
14.优选的，所述步骤(s1)的合成工序中，将2-甲基喹啉中缓慢加入对羟基苯甲醛，升高温度，反应时间10h，有黄固体出现时，停止加热使反应液冷却。反应结束后析晶、过滤、洗涤、烘干，得到黄粉末状固体4-(2-(2-喹啉基)乙烯基)苯酚。
15.优选的，所述步骤(s1)的合成工序中，2-甲基喹啉、对羟基苯甲醛添加量之比为34.92mmol：41.90mmol。
16.优选的，所述步骤(s1)的合成工序中：回流反应10h，反应完全后，冷却，向反应液中加入无水乙醇，抽滤，烘干。
17.优选的，所述步骤(s2)的合成工序中，将步骤(s1)制备得到的4-(2-(2-喹啉基)乙烯基)搅拌溶解于溶剂n,n-二甲基甲酰胺，加入碳酸钾，反应30min后加入(4-溴苯氧基)(叔丁基)二苯基硅烷，反应时间3h，待反应完全后，酸化、洗涤干燥、减压蒸馏，经柱层析后收集得到白蚕丝状固体2-(4-(4-(叔丁基二苯基硅氧基)苄基)苯乙烯基)喹啉。
18.优选的，所述步骤(s2)的合成工序中，4-(2-(2-喹啉基)乙烯基)苯酚、碳酸钾、(4-溴苯氧基)(叔丁基)二苯基硅烷、n,n-二甲基甲酰胺添加量之比为4.04mmol：6.07mmol：6.07mmol：25ml。
19.优选的，所述步骤(s2)的合成工序中，待反应完全后，用饱和柠檬酸水溶液洗涤。用乙酸乙酯萃取，合并有机相，有机层用无水硫酸钠干燥，收集滤液，浓缩，硅胶柱层析纯化，石油醚：乙酸乙酯＝30:1。
20.优选的，所述步骤(s3)的合成工序中，将步骤(s2)制备得到的2-(4-(4-(叔丁基二苯基硅氧基)苄基)苯乙烯基)喹啉溶解于溶剂乙腈，加入，反应30min后加入(4-溴苯氧基)(叔丁基)二苯基硅烷，缓慢升高温度至回流状态，待反应完全后，冷却、抽滤、洗涤、烘干，棕红丝状晶体2-(4-((4-((叔丁基二苯基甲硅烷基)氧基)苄基)氧基)苯乙烯基)-1-甲基喹啉-1-碘化鎓。
21.优选的，所述步骤(s3)的合成工序中，、2-(4-(4-(叔丁基二苯基硅氧基)苄基)苯乙烯基)喹啉、乙腈添加量之比为0.84mmol：0.17mmol：2ml。
22.优选的，所述步骤(s3)的合成工序中，待过夜反应后，析出固体，停止加热使反应液自然冷却至室温，有晶体析出，布氏漏斗抽滤，滤饼用乙腈洗涤3次，烘干固体。
23.优选的，该荧光探针应用于检测水溶液中的氟离子。
24.优选的，采用紫外吸收和荧光发射光谱法检测时，荧光探针溶解在乙腈和水9:1混合溶液中，对氟离子进行测试。
25.综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
26.1、本发明及其方法所制备的荧光探针是以2-甲基喹啉为荧光团，-si-o基为识别位点，在乙腈作为溶剂的条件下，在紫外光谱中，该荧光探针在405nm和555nm处有紫外吸收峰，加入f-后，405nm处吸收峰出现降低，在555nm的吸收峰逐渐增加。而加入其它阴离子，该
荧光探针的紫外吸收光谱没有明显变化。在荧光光谱中，以475nm作为激发波长，该荧光探针的最大发射波长为530nm，加入f-后，563nm荧光发射峰降低，荧光淬灭。在紫外灯365nm照射下，观察到加入f-后的探针溶液荧光淬灭，由黄绿荧光变为无荧光，而其它阴离子没有变化；
27.2、本发明提供的荧光探针合成方法简便、原料简单易得，对氟离子的选择性好、灵敏度较高，有大的斯托克斯位移，在氟离子的检测中具有很好的应用前景。
附图说明
28.图1为本发明一种检测氟离子的荧光探针及其制备方法和应用的结构式图；
29.图2为本发明一种检测氟离子的荧光探针及其制备方法和应用中反应流程图；
30.图3为本发明的光探针(20μm)的乙腈和水(v/v＝9/1)溶液中加入不同阴离子(500mm)时的荧光发射谱图；
31.图4为本发明的荧光探针(20μm)的乙腈和水(v/v＝9/1)溶液中加入不同阴离子(500mm)时在紫外光照射下的图片；
32.图5为本发明的荧光探针(20μm)的乙腈和水(v/v＝9/1)溶液中在不同f-浓度(0-18mm)下紫外吸收光谱；
33.图6为本发明的荧光探针(20μm)的乙腈和水(v/v＝9/1)溶液中在不同f-浓度(0-18mm)下荧光发射光谱(λ
ex
＝457nm)；
34.图7为本发明的荧光探针在乙腈和水(v/v＝9/1)溶液中荧光检测限计算图；
35.图8为本发明的荧光探针(20μm)在与其它阴离子(500mm)共存时对f-(18mm)响应时在530nm处荧光发射的变化柱状图。
具体实施方式
36.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。此外，下文为了描述方便，所引用的“上”、“下”、“左”、“右”等于附图本身的上、下、左、右等方向一致，下文中的“第一”、“第二”等为描述上加以区分，并没有其他特殊含义。
37.本发明各实施例中所用的各种原料的名称、规格及生产厂家的信息见表1。
38.表1原料信息表
39.[0040][0041]
本发明的各实施例中所用的硅胶柱的型号及生产厂家为长45cm，直径45mm，北京联华玻璃仪器有限公司生产的硅胶柱。
[0042]
实施例1
[0043]
参照图1-8所示，一种检测氟离子的荧光探针及其制备方法和应用，其化学名称为2-(4-((4-((叔丁基二苯基甲硅烷基)氧基)苄基)氧基)苯乙烯基)-1-甲基喹啉-1-碘化鎓。
[0044]
一种检测氟离子的荧光探针的制备方法，以2-甲基喹啉、对羟基苯甲醛和(4-溴苯氧基)(叔丁基)二苯基硅烷、为原料，通过缩合反应、亲核取代、n烷基化所得，反应流程如图2所示；
[0045]
具体制备的方法步骤为：
[0046]
(s1)、4-(2-(2-喹啉基)乙烯基)苯酚的合成；
[0047]
(s2)、用步骤(s1)制备得到的4-(2-(2-喹啉基)乙烯基)和溶剂合成2-(4-(4-(叔丁基二苯基硅氧基)苄基)苯乙烯基)喹啉；
[0048]
(s3)、用步骤(s2)制备得到的2-(4-(4-(叔丁基二苯基硅氧基)苄基)苯乙烯基)喹啉和溶剂合成2-(4-((4-((叔丁基二苯基甲硅烷基)氧基)苄基)氧基)苯乙烯基)-1-甲基喹啉-1-碘化鎓。
[0049]
步骤(s1)的合成工序中，将2-甲基喹啉中缓慢加入对羟基苯甲醛，升高温度，反应时间10h，有黄固体出现时，停止加热使反应液冷却。反应结束后析晶、过滤、洗涤、烘干，得到黄粉末状固体4-(2-(2-喹啉基)乙烯基)苯酚。
[0050]
步骤(s1)的合成工序中，2-甲基喹啉、对羟基苯甲醛添加量之比为34.92mmol：41.90mmol。
[0051]
步骤(s1)的合成工序中：回流反应10h，反应完全后，冷却，向反应液中加入无水乙醇，抽滤，烘干。
[0052]
步骤(s2)的合成工序中，将步骤(s1)制备得到的4-(2-(2-喹啉基)乙烯基)搅拌溶解于溶剂n,n-二甲基甲酰胺，加入碳酸钾，反应30min后加入(4-溴苯氧基)(叔丁基)二苯基硅烷，反应时间3h，待反应完全后，酸化、洗涤干燥、减压蒸馏，经柱层析后收集得到白蚕
丝状固体2-(4-(4-(叔丁基二苯基硅氧基)苄基)苯乙烯基)喹啉。
[0053]
步骤(s2)的合成工序中，4-(2-(2-喹啉基)乙烯基)苯酚、碳酸钾、(4-溴苯氧基)(叔丁基)二苯基硅烷、n,n-二甲基甲酰胺添加量之比为4.04mmol：6.07mmol：6.07mmol：25ml。
[0054]
步骤(s2)的合成工序中，待反应完全后，用饱和柠檬酸水溶液洗涤。用乙酸乙酯萃取，合并有机相，有机层用无水硫酸钠干燥，收集滤液，浓缩，硅胶柱层析纯化，石油醚：乙酸乙酯＝30:1。
[0055]
步骤(s3)的合成工序中，将步骤(s2)制备得到的2-(4-(4-(叔丁基二苯基硅氧基)苄基)苯乙烯基)喹啉溶解于溶剂乙腈，加入，反应30min后加入(4-溴苯氧基)(叔丁基)二苯基硅烷，缓慢升高温度至回流状态，待反应完全后，冷却、抽滤、洗涤、烘干，棕红丝状晶体2-(4-((4-((叔丁基二苯基甲硅烷基)氧基)苄基)氧基)苯乙烯基)-1-甲基喹啉-1-碘化鎓。
[0056]
步骤(s3)的合成工序中，、2-(4-(4-(叔丁基二苯基硅氧基)苄基)苯乙烯基)喹啉、乙腈添加量之比为0.84mmol：0.17mmol：2ml。
[0057]
步骤(s3)的合成工序中，待过夜反应后，析出固体，停止加热使反应液自然冷却至室温，有晶体析出，布氏漏斗抽滤，滤饼用乙腈洗涤3次，烘干固体。
[0058]
该荧光探针应用于检测水溶液中的氟离子。
[0059]
采用紫外吸收和荧光发射光谱法检测时，荧光探针溶解在乙腈和水9:1混合溶液中，对氟离子进行测试。
[0060]
本发明及其方法所制备的荧光探针是以2-甲基喹啉为荧光团，-si-o基为识别位点，在乙腈作为溶剂的条件下，在紫外光谱中，该荧光探针在405nm和555nm处有紫外吸收峰，加入f-后，405nm处吸收峰出现降低，在555nm的吸收峰逐渐增加。而加入其它阴离子，该荧光探针的紫外吸收光谱没有明显变化。在荧光光谱中，以475nm作为激发波长，该荧光探针的最大发射波长为530nm，加入f-后，563nm荧光发射峰降低，荧光淬灭。在紫外灯365nm照射下，观察到加入f-后的探针溶液荧光淬灭，由黄绿荧光变为无荧光，而其它阴离子没有变化。
[0061]
本发明提供的荧光探针合成方法简便、原料简单易得，对氟离子的选择性好、灵敏度较高，有大的斯托克斯位移，在氟离子的检测中具有很好的应用前景。
[0062]
实施例2
[0063]
如图1至图8所示，本发明一实施方式的一种检测氟离子的荧光探针及其制备方法和应用：
[0064]
一、检测氟离子的荧光探针分子1的合成
[0065]
本发明检测氟离子的荧光探针分子的合成，以2-甲基喹啉、对羟基苯甲醛和(4-溴苯氧基)(叔丁基)二苯基硅烷、为原料，通过缩合反应、亲核取代、n烷基化所得。
[0066]
(1)4-(2-(2-喹啉基)乙烯基)苯酚的合成：
[0067]
在50ml的单口圆底烧瓶中，加入2-甲基喹啉(5.00g，34.92mmol)，缓慢加入对羟基苯甲醛(5.12g，41.90mmol)，升高温度至120℃，tcl跟踪反应进度。待10h后反应完毕，有黄固体出现时，停止加热使反应液冷却。向反应液中加入无水乙醇，布氏漏斗抽滤，滤饼用15ml无水乙醇洗涤3次，烘干，得到黄粉末状固体(7.52g，87％)；
[0068]
上述所得的黄粉末状固体产品通过核磁共振仪器(bruker avance iii500mhz)进行测定，数据如下所示：
[0069]
1h-nmr(400mhz,dmso-d6),δ[ppm]:8.30(d,j＝8.4hz,1h),7.95(d,j＝8.4hz,1h),7.91(d,j＝7.6hz,1h),7.81(d,j＝8.4hz,1h),7.76-7.70(m,2h),7.57(d,j＝8.4hz,2h),7.52(t,j＝7.4hz,1h),7.25(d,j＝8.2hz,1h),6.82(d,j＝8.8hz,2h)；13c-nmr(101mhz,dmso-d6),δ[ppm]:158.81,156.62,148.17,136.78,134.76,130.21,129.38,128.97,128.25,127.78,127.30,126.32,125.85,120.18,116.23.
[0070]
通过上述所得的黄粉末状固体产品的核磁共振谱数据分析，结果表明，上述所得的黄粉末状固体产品为4-(2-(2-喹啉基)乙烯基)苯酚。
[0071]
(2)2-(4-(4-(叔丁基二苯基硅氧基)苄基)苯乙烯基)喹啉的合成：
[0072]
在50ml的单口圆底烧瓶中加入25ml n,n-二甲基甲酰胺(dmf)作为反应溶剂，加入4-(2-(2-喹啉基)乙烯基)苯酚(1.00g，4.04mmol)，室温搅拌5min后加入k2co3(0.84g，6.07mmol)，反应30min后将(4-溴苯氧基)(叔丁基)二苯基硅烷(2.58g，6.07mmol)缓慢加入单口烧瓶中，室温下搅拌反应，tcl跟踪反应进度。待3h后反应完毕，将反应液中加入饱和柠檬酸水溶液，调节ph为酸性，并用乙酸乙酯萃取，多次萃取水相，合并有机相，用大量饱和食盐水洗涤3次，用无水硫酸钠干燥有机相，经减压蒸馏浓缩、硅胶拌样，柱层析纯化(洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯＝30：1)，可得白蚕丝状固体(0.25g，10％)。
[0073]
上述所得的白蚕丝状固体产品通过核磁共振仪器(bruker avance iii500mhz)进行测定，数据如下所示：
[0074]
1h-nmr(400mhz,cdcl3),δ[ppm]:8.09(t,j＝10.0hz,2h),7.78-7.62(m,8h),7.57(d,j＝8.0hz,2h),7.50-7.36(m,8h),7.18(d,j＝8.0hz,2h),6.97(d,j＝8.0hz,2h),6.80(d,j＝7.6hz,2h),4.95(s,2h),1.12(s,9h)；13c-nmr(101mhz,cdcl3),δ[ppm]:159.46,156.39,155.58,148.33,136.27,135.56,134.12,132.86,129.97,129.71,129.14,128.99,128.65,127.84,127.51,125.98,119.85,119.21,115.21,69.97,26.56,19.50.hrms-esi:m/z calcd for c40h38no2si+[m+h]+:592.2666；found:592.2663.
[0075]
通过上述所得的白蚕丝状固体产品的核磁共振谱数据分析，结果表明，上述所得的白蚕丝状固体产品为2-(4-(4-(叔丁基二苯基硅氧基)苄基)苯乙烯基)喹啉。
[0076]
(3)2-(4-((4-((叔丁基二苯基甲硅烷基)氧基)苄基)氧基)苯乙烯基)-1-甲基喹啉-1-碘化鎓的合成：
[0077]
在10ml的密封管中加入2ml乙腈作为反应溶剂，加入2-(4-(4-(叔丁基二苯基硅氧基)苄基)苯乙烯基)喹啉(0.10g，0.17mmol)，室温搅拌10min溶解后加入(0.12g，0.84mmol)，缓慢升高温度至回流状态，tcl跟踪反应进度。待过夜反应后，析出棕红固体，停止加热使反应液自然冷却至室温，有大量棕红丝状晶体析出，布氏漏斗抽滤，滤饼用5ml乙腈洗涤3次，烘干固体，得到棕红丝状晶体2-(4-((4-((叔丁基二苯基甲硅烷基)氧基)苄基)氧基)苯乙烯基)-1-甲基喹啉-1-碘化鎓(0.07g，68％)。
[0078]
上述所得的棕红丝状晶体产品通过核磁共振仪器(bruker avance iii500mhz)进行测定，数据如下所示：
[0079]
1h-nmr(400mhz,dmso-d6),δ[ppm]:8.99(d,j＝9.2hz,1h),8.54-8.51(m,2h),8.32(d,j＝7.6hz,1h),8.20-8.14(m,2h),7.95-7.91(m,3h),7.77(d,j＝16.0hz,1h),7.68
(d,j＝6.8hz,4h),7.51-7.42(m,6h),7.26(d,j＝8.4hz,2h),7.14(d,j＝8.8hz,2h),6.77(d,j＝8.4hz,2h),5.05(s,2h),4.53(s,3h),1.05(s,9h)；13c-nmr(101mhz,dmso-d6),δ[ppm]:161.80,156.85,155.37,147.56,144.17,139.68,135.52,135.26,132.51,131.82,130.77,130.52,130.12,129.70,129.30,128.57,128.05,121.31,119.80,119.69,117.10,115.94,115.14,69.80,40.20,26.80,19.43.hrms-esi:m/z calcd for c41h40no2si+[m-i]+:606.2823；found:606.2831.
[0080]
通过上述所得的棕红丝状晶体产品的核磁共振谱数据分析，结果表明，上述所得的棕红丝状晶体产品为2-(4-((4-((叔丁基二苯基甲硅烷基)氧基)苄基)氧基)苯乙烯基)-1-甲基喹啉-1-碘化鎓。
[0081]
二、检测氟离子的荧光探针1对阴离子的识别性能
[0082]
1.氟离子的荧光探针的选择性研究
[0083]
将荧光探针1配制成20μm的乙腈/水(v:v＝9:1)溶液；分别配制f-,cn-,oh-,aco-,h2po
4-,cl-,br-,i-,hso
4-,no
3-,bf
4-,clo
4-的500mm乙腈溶液；量取0.4ml的5000μm探针溶液，用乙腈/水(v:v＝9:1)定容至100ml配制成20μm的探针1溶液，将其分为13组(每组5ml)，第一组为空白实验，向其他各组分别加入饱和当量的各种阴离子溶液，通过荧光发射光谱观察荧光探针1对各种阴离子的响应。
[0084]
结果表明，探针1在乙腈/水(v:v＝9:1)作为溶剂的条件下，只有f-加入的探针溶液出现黄绿荧光淬灭的现象，且在530nm处的荧光发射峰下降，而加入其它阴离子时荧光发射光谱和溶液荧光颜均没有变化(图3-4)。说明该荧光探针可以专一性的检测氟离子。
[0085]
2.氟离子的荧光探针滴定实验
[0086]
将荧光探针1溶于乙腈/水(v:v＝9:1)中配制成5000μm的储备液，在乙腈中配制f-储备液，浓度为500mm。量取100μl的5000μm的探针溶于25ml的容量瓶中，用乙腈/水(v:v＝9:1)溶液定容至25ml配成25ml20μm的乙腈/水(v:v＝9:1)溶剂的探针溶液。滴定实验：将25ml 20μm的乙腈/水(v:v＝9:1)溶剂的探针溶液倒入250ml的广口锥形瓶中，每次加入100μl的500mm的f-溶液，摇晃均匀后检测其紫外吸收光谱和荧光发射光谱，重复此操作，直至加入18mm的氟离子溶液。
[0087]
结果表明，荧光探针1的紫外吸收光谱受氟离子浓度的影响(图5)，随着氟离子的逐渐加入，在紫外光谱中，该荧光探针在405nm和555nm处有紫外吸收峰，加入f-后，405nm处吸收峰出现降低，在555nm的吸收峰逐渐增加，直至加入18mm f-时达到平衡。接着测其荧光发射光谱(图6)，荧光探针1在530nm处探针荧光发射峰降低，直至加入18mm f-时达到平衡。
[0088]
3.荧光探针1对氟离子最低检测限的测定
[0089]
对530nm处的荧光发射强度和f-浓度有良好的线性关系(r2可达0.96676)。通过公式lod＝3*δ/s计算出探针1在ch3cn/h2o(v:v＝9:1)混合溶剂中对氟离子的荧光检测限为2.37μm(图7)。其中公式内δ和s分别表示拟合曲线标准差和斜率。这表明探针荧光探针1在乙腈中对f-有较好的敏感性。
[0090]
4.抗干扰能力检测
[0091]
将25ml 20μm的ch3cn/h2o(v:v＝9:1)的探针溶液分别倒入11支15ml的试管中，每支5ml，向试管中分别加入500mm的不同阴离子(f-,cn-,oh-,aco-,h2po
4-,cl-,br-,i-,hso
4-,no
3-,bf
4-,clo
4-)充分摇匀，进行荧光发射光谱检测，最后向每支试管中加入18mm的氟离子，
摇匀，再次检测其荧光发射光谱。
[0092]
实验表明，在与其他阴离子共存的情况下，f-依然可以使荧光探针1在530nm的荧光强度明显下降(图8)，因此荧光探针1对f-检测具有很好的抗干扰能力，而其他阴离子不会对检测结果带来任何干扰。
[0093]
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
技术特征：
1.一种检测氟离子的荧光探针，其特征在于，其化学名称为：2-(4-((4-((叔丁基二苯基甲硅烷基)氧基)苄基)氧基)苯乙烯基)-1-甲基喹啉-1-碘化鎓。2.根据权利要求1所述的一种检测氟离子的荧光探针的其制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：(s1)、4-(2-(2-喹啉基)乙烯基)苯酚的合成；(s2)、用步骤(s1)制备得到的4-(2-(2-喹啉基)乙烯基)和溶剂合成2-(4-(4-(叔丁基二苯基硅氧基)苄基)苯乙烯基)喹啉；(s3)、用步骤(s2)制备得到的2-(4-(4-(叔丁基二苯基硅氧基)苄基)苯乙烯基)喹啉和溶剂合成2-(4-((4-((叔丁基二苯基甲硅烷基)氧基)苄基)氧基)苯乙烯基)-1-甲基喹啉-1-碘化鎓。3.根据权利要求2所述的一种检测氟离子的荧光探针的制备方法，其特征在于：所述步骤(s1)的合成工序中，将2-甲基喹啉中缓慢加入对羟基苯甲醛，升高温度，反应时间10h，有黄固体出现时，停止加热使反应液冷却。反应结束后析晶、过滤、洗涤、烘干，得到黄粉末状固体4-(2-(2-喹啉基)乙烯基)苯酚。4.根据权利要求2所述的一种检测氟离子的荧光探针的制备方法，其特征在于：所述步骤(s1)的合成工序中，2-甲基喹啉、对羟基苯甲醛添加量之比为34.92mmol：41.90mmol。5.根据权利要求2所述的一种检测氟离子的荧光探针的制备方法，其特征在于：所述步骤(s2)的合成工序中，将步骤(s1)制备得到的4-(2-(2-喹啉基)乙烯基)搅拌溶解于溶剂n,n-二甲基甲酰胺，加入碳酸钾，反应30min后加入(4-溴苯氧基)(叔丁基)二苯基硅烷，反应时间3h，待反应完全后，酸化、洗涤干燥、减压蒸馏，经柱层析后收集得到白蚕丝状固体2-(4-(4-(叔丁基二苯基硅氧基)苄基)苯乙烯基)喹啉。6.根据权利要求2所述的一种检测氟离子的荧光探针的制备方法，其特征在于：所述步骤(s2)的合成工序中，4-(2-(2-喹啉基)乙烯基)苯酚、碳酸钾、(4-溴苯氧基)(叔丁基)二苯基硅烷、n,n-二甲基甲酰胺添加量之比为4.04mmol：6.07mmol：6.07mmol：25ml。7.根据权利要求2所述的一种检测氟离子的荧光探针的制备方法，其特征在于：所述步骤(s3)的合成工序中，将步骤(s2)制备得到的2-(4-(4-(叔丁基二苯基硅氧基)苄基)苯乙烯基)喹啉溶解于溶剂乙腈，加入，反应30min后加入(4-溴苯氧基)(叔丁基)二苯基硅烷，缓慢升高温度至回流状态，待反应完全后，冷却、抽滤、洗涤、烘干，棕红丝状晶体2-(4-((4-((叔丁基二苯基甲硅烷基)氧基)苄基)氧基)苯乙烯基)-1-甲基喹啉-1-碘化鎓。8.根据权利要求2所述的一种检测氟离子的荧光探针的制备方法，其特征在于：所述步骤(s3)的合成工序中，、2-(4-(4-(叔丁基二苯基硅氧基)苄基)苯乙烯基)喹啉、乙腈添加量之比为0.84mmol：0.17mmol：2ml。9.根据权利要求1所述的一种检测氟离子的荧光探针的应用，其特征在于：该荧光探针应用于检测水溶液中的氟离子。10.根据权利要求9所述的一种检测氟离子的荧光探针的应用，其特征在于：采用紫外吸收和荧光发射光谱法检测时，荧光探针溶解在乙腈和水9:1混合溶液中，对氟离子进行测试。
技术总结
本发明涉及一种检测氟离子的荧光探针及其制备方法和应用，该荧光探针是以2-甲基喹啉为荧光团骨架，-Si-O基为作用位点的氟离子荧光探针。以2-甲基喹啉为荧光团骨架，通过缩合反应引入对羟基苯甲醛增大共轭面，通过亲核取代引入叔丁基二苯基硅基(TBDPS)对活泼羟基进行保护，进一步通过烷基化提高水溶性及灵敏度，成功设计了一种基于氟离子切断硅氧键引发串联释放反应的季铵盐类荧光探针。通过紫外、荧光及MR滴定实验等技术研究发现该探针可以识别氟离子。本发明的荧光探针合成方法简便、原料简单易得，对氟离子的选择性好、灵敏度较高，有大的斯托克斯位移，对氟离子的检测有较好的前景。好的前景。好的前景。
