本申请属于荧光探针领域，具体涉及一种能够探测hg2 的荧光探针及其制备方法。
背景技术：
一直以来，荧光素结构在荧光探针领域应用广泛，属于呫吨类染料。在荧光素分子结构中，两个苯环通过氧桥键被固定在同一平面，使分子结构具有刚性，在激发光的作用下可以产生非常强烈的荧光。
现阶段，对于重金属离子的检测，大多还是采用原子吸收光谱法(aas)、原子荧光法(afs)、x射线荧光光谱法(xrf)和电感耦合等离子体质谱法(icp-ms)。而荧光分析法因其成本低廉、灵敏度高、原位检测等优点受到研究人员广泛的关注。本发明以高量子产率的荧光素为基础，通过合成螺酰胺衍生物并与环己酮反应得到相应的席夫碱结构，形成了以环己酮衍生席夫碱为识别位高灵敏度的汞离子荧光探针。本专利所得探针对汞离子具有很好的选择性，且其检测限也满足汞离子检测的需求。
技术实现要素：
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本申请提供了一种新的探测汞离子的荧光素衍生物荧光探针。该荧光探针为荧光素酰肼衍生物，该化合物具有特殊的共轭结构，荧光性能较强，加入汞离子后荧光素螺环能快速发生开环，出现肉眼可见的颜色变化，且其紫外可见吸收光谱出现较强的吸收峰，荧光光谱也出现显著的发射峰。因此，是一种理想的汞离子荧光探针。另外，该合成工艺具有操作简单、产率高、成本低等优点。
为了实现上述目的，本申请采取的解决方案如下：
一种基于荧光素的汞离子荧光探针，其结构式如下：
制备所述的一种基于荧光素的汞离子荧光探针的方法，具体路线如下：
所述一种基于荧光素的汞离子荧光探针的应用，在汞离子检测方面的应用。
所述的一种基于荧光素的汞离子荧光探针的制备方法，具体步骤如下：
1)称取荧光素、水合肼溶于溶剂；荧光素、水合肼、溶剂的摩尔比为1：1：10～1:8：40；
2)将上述溶液于70～75℃恒温搅拌下反应6h，反应终点后，冷却到室温，倒入搅拌状态的蒸馏水中析出固体，搅拌1h后抽滤，并以乙醇和蒸馏水的混合物洗涤滤饼三次，所得滤饼置真空干燥箱中于45℃下干燥6h，即得化合物2；
3)称取步骤2)得到的化合物2溶于环己酮中，步骤2)所得的化合物2和环己酮的摩尔比为：1:5～1:20，加入3～4滴冰乙酸，混合物在60～65℃下恒温搅拌反应30min，冷却到室温后抽滤，环己酮洗涤滤饼三次，所得滤饼置真空干燥箱中于45℃下干燥6h，即得粗品探针；
4)称取步骤3)得到的粗品探针以二氯、无水乙醇、乙酸乙酯中的一种或多种重结晶，所得晶体置真空干燥箱中于45℃下干燥6h即得最终产物。
优选的，步骤1)中所述的溶剂为无水乙醇。
优选的，步骤1)中所述的荧光素、水合肼、溶剂的摩尔比为1:4：30～1:5：35。
所述的步骤2)中所述的乙醇与蒸馏水的体积比为1:1。
优选的，步骤3)中所述的步骤2)所得的化合物2和环己酮的摩尔比为：1:10～1:15。
优选的，步骤4)中所述的重结晶溶剂为无水乙醇。
优选的，步骤4)中所述粗品探针与重结晶溶剂的质量比为1:8。
在探针flhc中，荧光素酰肼的氨基与环己酮的羰基在酸性条件下发生席夫碱反应，生成碳亚胺结构，与荧光素酰肼提供的羰基一起形成了对汞离子特异性识别的结构，且环己酮的结构限制了识别空间，对半径大的干扰物造成空间位阻，从而增强了对汞离子的选择性。
本发明的新化合物可以作为探针应用于汞离子检测领域。此化合物对汞离子具有很好的特异选择性，能够在复杂的体系中识别出汞离子。
附图说明：
(1)图1是实施例1化合物的核磁共振氢谱图。
(2)图2是flhc对金属离子汞选择性的紫外-可见吸收光谱图(横坐标为激发波长，纵坐标为吸光度)。
(3)图3是flhc对金属离子汞选择性的荧光谱图(横坐标为发射波长，纵坐标为荧光强度)。
具体实施方式：
为了更好的理解本发明的技术方案，以下通过具体的实施例作进一步详细叙述。
实施例1
称取荧光素3.32g(10mmol)、80％的水合肼2.50g(40mmol)和无水乙醇13.82g(300mmol)倒入三颈瓶中，将上述溶液于75℃恒温搅拌下反应6h，反应终点后，冷却到室温，倒入搅拌状态的蒸馏水中析出固体，搅拌1h后抽滤并以10ml乙醇和蒸馏水的混合物(1：1，v：v)洗涤滤饼三次，所得滤饼置真空干燥箱中于45℃下干燥6h，即得化合物2；称取2.77g(8mmol)化合物2溶于7.85g(80mmol)环己酮中，加入3～4滴冰乙酸，混合物在60～65℃下恒温搅拌反应30min，冷却到室温后抽滤，10g环己酮洗涤滤饼三次，所得滤饼置真空干燥箱中干燥6h，即得粗制产物；
称取得到的粗制产物2.25g以乙酸乙酯18g重结晶，所得晶体置真空干燥箱中于45℃下干燥6h即得最终产物。
实施例2
称取荧光素3.32g(10mmol)、80％的水合肼2.50g(40mmol)和无水乙醇13.82g(300mmol)倒入三颈瓶中，将上述溶液于75℃恒温搅拌下反应6h，反应终点后，冷却到室温，倒入搅拌状态的蒸馏水中析出固体，搅拌1h后抽滤并以10ml乙醇和蒸馏水的混合物(1：1，v：v)洗涤滤饼三次，所得滤饼置真空干燥箱中干燥6h，即得化合物2；称取2.77g(8mmol)化合物2溶于8.64g(88mmol)环己酮中，加入3～4滴冰乙酸，混合物在60～65℃下恒温搅拌反应30min，冷却到室温后抽滤，10g环己酮洗涤滤饼三次，所得滤饼置真空干燥箱中干燥6h，即得粗制产物；
称取得到的粗制产物2.31g以乙酸乙酯18.48g重结晶，所得晶体置真空干燥箱中干燥6h即得最终产物。
实施例3
称取荧光素3.32g(10mmol)、80％的水合肼2.50g(40mmol)和无水乙醇13.82g(300mmol)倒入三颈瓶中，将上述溶液于75℃恒温搅拌下反应6h，反应终点后，冷却到室温，倒入搅拌状态的蒸馏水中析出固体，搅拌1h后抽滤并以10ml乙醇和蒸馏水的混合物(1：1，v：v)洗涤滤饼三次，所得滤饼置真空干燥箱中干燥6h，即得化合物2；称取2.77g(8mmol)化合物2溶于9.42g(96mmol)环己酮中，加入3～4滴冰乙酸，混合物在60～65℃下恒温搅拌反应30min，冷却到室温后抽滤，10g环己酮洗涤滤饼三次，所得滤饼置真空干燥箱中干燥6h，即得粗制产物；
称取得到的粗制产物2.35g以乙酸乙酯18.8g重结晶，所得晶体置真空干燥箱中干燥6h即得最终产物。
实施例4
称取荧光素3.32g(10mmol)、80％的水合肼2.50g(40mmol)和无水乙醇13.82g(300mmol)倒入三颈瓶中，将上述溶液于75℃恒温搅拌下反应6h，反应终点后，冷却到室温，倒入搅拌状态的蒸馏水中析出固体，搅拌1h后抽滤并以10ml乙醇和蒸馏水的混合物(1：1，v：v)洗涤滤饼三次，所得滤饼置真空干燥箱中干燥6h，即得化合物2；称取2.77g(8mmol)化合物2溶于10.21g(104mmol)环己酮中，加入3～4滴冰乙酸，混合物在60～65℃下恒温搅拌反应30min，冷却到室温后抽滤，10g环己酮洗涤滤饼三次，所得滤饼置真空干燥箱中干燥6h，即得粗制产物；
称取得到的粗制产物2.46g以乙酸乙酯19.68g重结晶，所得晶体置真空干燥箱中干燥6h即得最终产物。
实施例5
称取荧光素3.32g(10mmol)、80％的水合肼2.50g(40mmol)和无水乙醇13.82g(300mmol)倒入三颈瓶中，将上述溶液于75℃恒温搅拌下反应6h，反应终点后，冷却到室温，倒入搅拌状态的蒸馏水中析出固体，搅拌1h后抽滤并以10ml乙醇和蒸馏水的混合物(1：1，v：v)洗涤滤饼三次，所得滤饼置真空干燥箱中干燥6h，即得化合物2；称取2.77g(8mmol)化合物2溶于10.99g(112mmol)环己酮中，加入3～4滴冰乙酸，混合物在60～65℃下恒温搅拌反应30min，冷却到室温后抽滤，10g环己酮洗涤滤饼三次，所得滤饼置真空干燥箱中干燥6h，即得粗制产物；
称取得到的粗制产物2.53g以乙酸乙酯20.24g重结晶，所得晶体置真空干燥箱中干燥6h即得最终产物。
实施例6
称取荧光素3.32g(10mmol)、80％的水合肼2.50g(40mmol)和无水乙醇13.82g(300mmol)倒入三颈瓶中，将上述溶液于75℃恒温搅拌下反应6h，反应终点后，冷却到室温，倒入搅拌状态的蒸馏水中析出固体，搅拌1h后抽滤并以10ml乙醇和蒸馏水的混合物(1：1，v：v)洗涤滤饼三次，所得滤饼置真空干燥箱中干燥6h，即得化合物2；称取2.77g(8mmol)化合物2溶于11.78g(120mmol)环己酮中，加入3～4滴冰乙酸，混合物在60～65℃下恒温搅拌反应30min，冷却到室温后抽滤，10g环己酮洗涤滤饼三次，所得滤饼置真空干燥箱中干燥6h，即得粗制产物；
称取得到的粗制产物2.58g以乙酸乙酯20.64g重结晶，所得晶体置真空干燥箱中干燥6h即得最终产物。
实施例7
称取荧光素3.32g(10mmol)、80％的水合肼3.13g(50mmol)和无水乙醇16.12g(350mmol)倒入三颈瓶中，将上述溶液于75℃恒温搅拌下反应6h，反应终点后，冷却到室温，倒入搅拌状态的蒸馏水中析出固体，搅拌1h后抽滤并以10ml乙醇和蒸馏水的混合物(1：1，v：v)洗涤滤饼三次，所得滤饼置真空干燥箱中干燥6h，即得化合物2；称取3.12g(9mmol)化合物2溶于8.83g(90mmol)环己酮中，加入3～4滴冰乙酸，混合物在60～65℃下恒温搅拌反应30min，冷却到室温后抽滤，10g环己酮洗涤滤饼三次，所得滤饼置真空干燥箱中干燥6h，即得粗制产物；
称取得到的粗制产物2.67g以乙酸乙酯21.36g重结晶，所得晶体置真空干燥箱中干燥6h即得最终产物。
实施例8
称取荧光素3.32g(10mmol)、80％的水合肼3.13g(50mmol)和无水乙醇16.12g(350mmol)倒入三颈瓶中，将上述溶液于75℃恒温搅拌下反应6h，反应终点后，冷却到室温，倒入搅拌状态的蒸馏水中析出固体，搅拌1h后抽滤并以10ml乙醇和蒸馏水的混合物(1：1，v：v)洗涤滤饼三次，所得滤饼置真空干燥箱中干燥6h，即得化合物2；称取3.12g(9mmol)化合物2溶于9.72g(99mmol)环己酮中，加入3～4滴冰乙酸，混合物在60～65℃下恒温搅拌反应30min，冷却到室温后抽滤，10g环己酮洗涤滤饼三次，所得滤饼置真空干燥箱中干燥6h，即得粗制产物；
称取得到的粗制产物2.69g以乙酸乙酯21.52g重结晶，所得晶体置真空干燥箱中干燥6h即得最终产物。
实施例9
称取荧光素3.32g(10mmol)、80％的水合肼3.13g(50mmol)和无水乙醇16.12g(350mmol)倒入三颈瓶中，将上述溶液于75℃恒温搅拌下反应6h，反应终点后，冷却到室温，倒入搅拌状态的蒸馏水中析出固体，搅拌1h后抽滤并以10ml乙醇和蒸馏水的混合物(1：1，v：v)洗涤滤饼三次，所得滤饼置真空干燥箱中干燥6h，即得化合物2；称取3.12g(9mmol)化合物2溶于10.60g(108mmol)环己酮中，加入3～4滴冰乙酸，混合物在60～65℃下恒温搅拌反应30min，冷却到室温后抽滤，10g环己酮洗涤滤饼三次，所得滤饼置真空干燥箱中干燥6h，即得粗制产物；
称取得到的粗制产物2.72g以乙酸乙酯21.76g重结晶，所得晶体置真空干燥箱中干燥6h即得最终产物。
实施例10
称取荧光素3.32g(10mmol)、80％的水合肼3.13g(50mmol)和无水乙醇16.12g(350mmol)倒入三颈瓶中，将上述溶液于75℃恒温搅拌下反应6h，反应终点后，冷却到室温，倒入搅拌状态的蒸馏水中析出固体，搅拌1h后抽滤并以10ml乙醇和蒸馏水的混合物(1：1，v：v)洗涤滤饼三次，所得滤饼置真空干燥箱中干燥6h，即得化合物2；称取3.12g(9mmol)化合物2溶于11.48g(117mmol)环己酮中，加入3～4滴冰乙酸，混合物在60～65℃下恒温搅拌反应30min，冷却到室温后抽滤，10g环己酮洗涤滤饼三次，所得滤饼置真空干燥箱中干燥6h，即得粗制产物；
称取得到的粗制产物2.76g以乙酸乙酯22.08g重结晶，所得晶体置真空干燥箱中干燥6h即得最终产物。
实施例11
称取荧光素3.32g(10mmol)、80％的水合肼3.13g(50mmol)和无水乙醇16.12g(350mmol)倒入三颈瓶中，将上述溶液于75℃恒温搅拌下反应6h，反应终点后，冷却到室温，倒入搅拌状态的蒸馏水中析出固体，搅拌1h后抽滤并以10ml乙醇和蒸馏水的混合物(1：1，v：v)洗涤滤饼三次，所得滤饼置真空干燥箱中干燥6h，即得化合物2；称取3.12g(9mmol)化合物2溶于12.37g(126mmol)环己酮中，加入3～4滴冰乙酸，混合物在60～65℃下恒温搅拌反应30min，冷却到室温后抽滤，10g环己酮洗涤滤饼三次，所得滤饼置真空干燥箱中干燥6h，即得粗制产物；
称取得到的粗制产物2.79g以乙酸乙酯22.32g重结晶，所得晶体置真空干燥箱中干燥6h即得最终产物。
实施例12
称取荧光素3.32g(10mmol)、80％的水合肼3.13g(50mmol)和无水乙醇16.12g(350mmol)倒入三颈瓶中，将上述溶液于75℃恒温搅拌下反应6h，反应终点后，冷却到室温，倒入搅拌状态的蒸馏水中析出固体，搅拌1h后抽滤并以10ml乙醇和蒸馏水的混合物(1：1，v：v)洗涤滤饼三次，所得滤饼置真空干燥箱中干燥6h，即得化合物2；称取3.12g(9mmol)化合物2溶于13.25g(135mmol)环己酮中，加入3～4滴冰乙酸，混合物在60～65℃下恒温搅拌反应30min，冷却到室温后抽滤，10g环己酮洗涤滤饼三次，所得滤饼置真空干燥箱中干燥6h，即得粗制产物；
称取得到的粗制产物2.81g以乙酸乙酯22.48g重结晶，所得晶体置真空干燥箱中干燥6h即得最终产物。
最终产品化合物核磁分析(核磁谱图见附图1)：
通过对化合物的结构式和核磁共振氢谱图分析得表1。该化合物共有10种氢。其中在1.27ppm附近出现的信号峰为碳30上氢的信号峰，它的峰面积分别是2.26；在1.45ppm附近出现的信号峰为碳29和31上氢的信号峰，它的峰面积分别是3.98；在2.16ppm附近出现的信号峰为碳28上氢的信号峰，它的峰面积分别是1.95；在2.10ppm附近出现的信号峰为碳32上氢的信号峰，它的峰面积分别是2.35；在6.46ppm附近出现的信号峰为碳21、22、23和24上氢的信号峰，它的峰面积分别是3.96；在6.57ppm附近出现的信号峰为碳1和13上氢的信号峰，它的峰面积分别是2.18；在7.09ppm附近出现的信号峰为碳6上氢的信号峰，它的峰面积分别是1.08；在7.56ppm附近出现的信号峰为碳3和11上氢的信号峰，它的峰面积分别是2.27；在7.81ppm附近出现的信号峰为碳14上氢的信号峰，它的峰面积分别是1.10；在9.84ppm附近出现的信号峰为氧15和16上氢的信号峰，它的峰面积分别是2.00。由此可以看出，化合物的核磁共振氢谱图很好的符合了化合物的结构，即flhc。
表1化合物的1hnmr的化学位移和峰归属
本发明所述汞离子荧光探针的用途
实验例1
取实施例1制备的一种基于荧光素的汞离子荧光探针，利用dmso溶解、稀释，配置成1.0×10-5mol/l的样品溶液。利用uv-2600pc紫外可见吸收光谱仪和f-7000荧光分光光度计测定纯探针溶液和探针溶液在加入等当量的不同干扰物质ag ，al3 ，ba2 ，cd2 ，co2 ，cr3 ，cu2 ，fe3 ，fe2 ，hg2 ，k ，na ，ni2 ，pb2 ，zn2 ，sr3 ，so42-，f-，clo-，cys，gly和glu后的紫外可见吸收光谱图(如图2所示)和荧光发射光谱(如图3所示)，从图2和图3中可以看出，在众多物质中，仅有汞离子能够使探针溶液出现显著的颜色变化，含有汞离子的探针溶液与含其他离子的探针溶液和纯探针溶液的吸收峰和发射峰有着显著的区别，这都说明探针对汞离子具有良好的选择性。
1.一种基于荧光素的汞离子荧光探针，其特征在于：其结构式如下：
2.制备如权利要求1所述的一种基于荧光素的汞离子荧光探针的方法，其特征在于，具体路线如下：
3.如权利要求1所述一种基于荧光素的汞离子荧光探针的应用，其特征在于：在汞离子检测方面的应用。
4.如权利要求2所述的一种基于荧光素的汞离子荧光探针的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：
1)称取荧光素、水合肼溶于溶剂；荧光素、水合肼、溶剂的摩尔比为1：1：10～1:8：40；
2)将上述溶液于70～75℃恒温搅拌下反应6h，反应终点后，冷却到室温，倒入搅拌状态的蒸馏水中析出固体，搅拌1h后抽滤，并以乙醇和蒸馏水的混合物洗涤滤饼三次，所得滤饼置真空干燥箱中于45℃下干燥6h，即得化合物2；
3)称取步骤2)得到的化合物2溶于环己酮中，步骤2)所得的化合物2和环己酮的摩尔比为：1:5～1:20，加入3～4滴冰乙酸，混合物在60～65℃下恒温搅拌反应30min，冷却到室温后抽滤，环己酮洗涤滤饼三次，所得滤饼置真空干燥箱中于45℃下干燥6h，即得粗品探针；
4)称取步骤3)得到的粗品探针以二氯、无水乙醇、乙酸乙酯中的一种或多种重结晶，所得晶体置真空干燥箱中于45℃下干燥6h即得最终产物。
5.如权利要求4所述的一种基于荧光素的汞离子荧光探针的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述的溶剂为无水乙醇。
6.如权利要求4所述的一种基于荧光素的汞离子荧光探针的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述的荧光素、水合肼、溶剂的摩尔比为1:4：30～1:5：35。
7.如权利要求4所述的一种基于荧光素的汞离子荧光探针的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述的乙醇与蒸馏水的体积比为1:1。
8.如权利要求3所述的一种基于荧光素的汞离子荧光探针的制备方法，其特征在于，步骤3)中所述的步骤2)所得的化合物2和环己酮的摩尔比为：1:10～1:15。
9.如权利要求4所述的一种基于荧光素的汞离子荧光探针的制备方法，其特征在于，步骤4)中所述的重结晶溶剂为无水乙醇。
10.如权利要求4所述的一种基于荧光素的汞离子荧光探针的制备方法，其特征在于，步骤4)中所述粗品探针与重结晶溶剂的质量比为1:8。
技术总结