[0029] 本发明提供了一种香豆素衍生物在检测铜离子中的应用，所述香豆素衍生物(记为Y)具有如下式I所示结构：
[0030]
[0031] 在本发明中，所述香豆素衍生物的化学式为C14H15NO4。
[0032] 在本发明中，所述香豆素衍生物的制备方法优选包括以下步骤：
[0033] 将对N,N二乙氨基水杨醛、丙二酸二乙酯、乙醇和六氢吡啶混合，进行缩合反应，得到缩合产物；
[0034] 将所述缩合产物、氢氧化钠溶液和乙醇混合，进行水解反应，得到水解产物；
[0035] 将所述水解产物与盐酸混合，进行酸化，得到香豆素衍生物。
[0036] 本发明将对N,N二乙氨基水杨醛、丙二酸二乙酯、乙醇和六氢吡啶混合，进行缩合反应，得到缩合产物。本发明优选先将对N,N二乙氨基水杨醛和丙二酸二乙酯溶于乙醇，待溶解完全后，再加入六氢吡啶。在本发明中，所述N,N二乙氨基水杨醛与丙二酸二乙酯的摩尔比优选为1:1.3～1.5。在本发明中，所述六氢吡啶与N,N二乙氨基水杨醛的摩尔比优选为1:130～150，更优选为1:135～145。在本发明中，所述乙醇优选为无水乙醇。在本发明中，所述六氢吡啶作为催化剂，促进缩合反应的进行。
[0037] 在本发明中，所述缩合反应的温度优选为70～90℃，更优选为80℃；时间优选为20～24h，更优选为22h。本发明优选在冷凝回流条件下进行所述缩合反应。
[0038] 完成所述缩合反应后，本发明优选将所得反应溶液进行冰水浴，然后将所得体系依次进行抽滤、洗涤、干燥和重结晶，得到缩合产物。
[0039] 本发明优选将缩合反应所得反应溶液冷却至室温再进行冰水浴。本发明将所得反应溶液进行冰水浴后会析出大量固体，然后使用循环水真空泵对所得体系进行抽滤，并将所得滤饼进行洗涤2～3次。在本发明中，所述洗涤的试剂优选为冰乙醇(所述冰乙醇中乙醇和水的体积比为1:1，将乙醇和水的混合物于冰水浴中冷却，得到冰乙醇)。
[0040] 洗涤完成后，本发明优选将所得固体置于烘箱中进行干燥，并使用无水乙醇对所得固体进行重结晶，得到缩合产物。在本发明中，所述干燥的温度优选为70～80℃，时间优选为20～24h。
[0041] 得到缩合产物后，本发明将所述缩合产物、氢氧化钠溶液和无水乙醇混合，进行水解反应，得到水解产物。在本发明中，所述氢氧化钠溶液的质量分数优选为30％。在本发明中，所述水解反应的温度优选为室温，时间优选为50～70min。本发明优选在搅拌条件下进行所述水解反应，所述搅拌的转速优选为1000r/min。本发明优选通过水解反应将缩合产物中的酯基水解成羧基。
[0042] 完成所述水解反应后，本发明优选将所得体系进行旋蒸，得到水解产物。本发明通过旋蒸除去水解反应后体系中的乙醇。
[0043] 得到水解产物后，本发明将所述水解产物与盐酸混合，进行酸化，得到香豆素衍生物。本发明优选将所得水解产物、冰水和盐酸混合，调节所得物料的pH值为2，进行酸化，然后将所得体系过滤，并将所得固体物料用蒸馏水反复洗涤两至三次，将得到的固体放入烘箱中进行干燥，得到香豆素衍生物。在本发明中，所述干燥的温度优选为80～100℃，更优选为90℃，时间优选为20～24h。本发明通过酸化使水解产物中的羧基钠盐变成羧基，得到香豆素衍生物。
[0044] 在本发明中，香豆素衍生物的制备过程为：
[0045]
[0046] 在本发明中，所述香豆素衍生物检测铜离子的方法优选包括以下步骤：
[0047] 将香豆素衍生物溶液与待测样品溶液混合，对所得混合溶液进行紫外‑可见吸收光谱分析和荧光发射光谱分析。
[0048] 在本发明中，所述香豆素衍生物溶液中的溶剂优选为乙腈，所述香豆素衍生物溶‑3 ‑3液的浓度优选为1×10 mol/L，所述混合溶液中香豆素衍生物的浓度优选为1×10 mol/L。
[0049] 在本发明中，所述待测样品溶液中的溶剂优选为乙腈；所述待测样品溶液的浓度‑3 ‑3优选为1×10 mol/L，所述混合溶液中待测样品的浓度优选为1×10 mol/L。
[0050] 在本发明中，进行所述紫外‑可见吸收光谱分析时采用的测定波长为428nm；进行所述荧光发射光谱分析时采用的测定波长为456nm。
[0051] 下面结合实施例对本发明提供的香豆素衍生物在检测铜离子中的应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
[0052] 实施例1
[0053] 称取5.0g对N,N‑二乙氨基水杨醛，量取4.0mL丙二酸二乙酯于100mL烧瓶中，加入50mL无水乙醇，室温条件下搅拌溶解，完全溶解后加入0.3mL六氢吡啶，在温度为80℃的条件下回流24h。反应完成以后，停止加热，将反应溶液冷却至室温后进行冰水浴，有大量固体析出，过滤后用50％冰乙醇洗涤滤饼两至三次，将得到的固体放入烘箱中烘干，得到黄绿色固体，利用无水乙醇将所述黄绿色固体重结晶，得到缩合产物；
[0054] 向缩合产物中分别加入15mL质量浓度为30％的NaOH溶液和20mL无水乙醇，在室温条件下搅拌进行水解1h，并将所得产物进行旋蒸，得到水解产物；
[0055] 将所得水解产物倒入冰水中并加入盐酸调节pH值为2，抽滤，将所得固体用蒸馏水洗涤三次，将洗涤所得固体在90℃条件下进行烘干，得到香豆素衍生物(记为Y，产率80％)。
[0056] 对制备得到的香豆素衍生物进行表征，结果为：IR(KBr，cm‑1):3447.84,1707.23,1
1735.90,1633.45,1577.11,1517.57,1449.05,1405.83。HNMR(400MHz,CDCl3)δ12.36(s,
1H),8.66(s,1H),7.46(d,J＝9.0Hz,1H),7.26(s,1H),6.72(dd,J＝9.0,2.3Hz,1H),3.50(q,J＝7.1Hz,4H),1.27(t,J＝7.1Hz,6H).
[0057] 对实施例1制备得到的香豆素衍生物进行性能测试，具体如下：
[0058] 1、测定实施例1制备得到的Y对于Cu2+的特异性，具体步骤为：
[0059] 称取0.0261gY，将Y与乙腈混合，得到Y的乙腈溶液(浓度为1×10‑3mol/L)；
[0060] 将待测样品与乙腈混合，得到待测样品溶液，具体为将不同金属离子(Cu2+、Na+、Y3+ 2+ 2+ 3+ 2+ + + 2+ 2+ 3+ 2+ 2+ 2+、Co 、Mg 、Ce 、Cd 、Ag、K 、Zn 、Ni 、Fe 、Hg 、Ba 、Pb )与乙腈溶液混合，得到不同金‑3
属离子的乙腈溶液(浓度为1×10 mol/L)。
[0061] 取50μL上述Y的乙腈溶液十六组(最后一组作为空白对照组)，再依次分别加入500μL上述不同金属离子的乙腈溶液，再使用乙腈溶液将所得混合液稀释到3mL，得到待测溶液。在室温条件下，分别进行16组待测溶液的紫外‑可见吸收光谱分析和荧光发射光谱分析。
[0062] 图1为Y与不同金属离子的裸眼识别效果图，图2为Y与不同金属离子的紫外‑可见2+
光谱图，由图2可知，加入Cu 时吸收峰发生明显蓝移，而其他离子的加入对光谱没有明显的
2+
影响，裸眼观察(图1)，Y的乙腈溶液中加入Cu 以后，溶液颜色发生明显褪色。
[0063] 图3为Y与不同金属离子在紫外灯照射下(365nm)识别效果图；图4为Y与不同金属2+
离子的荧光发射光谱图，从荧光发射光谱中可以看到，Y的乙腈溶液中加入Cu 后，在456nm
2+
处有明显的发射峰出现，裸眼观察(图3)，只有加入Cu 后，溶液产生明显的荧光现象，而其
2+
他离子的加入没有明显的荧光产生，说明香豆素衍生物Y能够特异性识别Cu ，并且最低检‑6
测限可达到1.24×10 M。
[0064] 2、测定Cu2+和Y的络合比
[0065] 采用摩尔比法和连续变化法对Cu2+和Y的络合比进行测定。
[0066] 摩尔比法测定Cu2+与配体Y的络合比：
[0067] 取相同浓度(1×10‑3mol/L)和相同体积(50mL)的Y的乙腈溶液30组，再向30组Y乙‑3 2+腈溶液中分别加入铜离子乙腈溶液(1×10 mol/L)，使得混合溶液体系中Cu 和Y的摩尔比从0变化到3:1，最后再用乙腈溶液将所得混合液分别稀释到3mL，避光密封静置10h后测定其在428nm处的紫外‑可见光吸收强度和456nm处的荧光发射光谱。
[0068] 根据紫外‑可见光吸收光谱中每条曲线的最大吸光度值做散点图，从图5中可以看出，该图存在两个明显的不同斜率趋势点，作两段趋势的拟合曲线，得到一个交点，即为Y与2+ 2+
Cu 摩尔比，由曲线可知，Y与Cu 摩尔比为1:1。与此相类似的是，荧光发射光谱的结果也表
2+
明Y与Cu 以1:1的络合比进行络合(图6)。
[0069] 连续变化法测定Cu2+与配体的络合比：
[0070] 取相同浓度(1×10‑3mol/L)和相同体积(50mL)的Y的乙腈溶液30组，再向30组Y乙‑3 2+腈溶液中分别加入铜离子乙腈溶液(1×10 mol/L)，使得混合溶液中的Cu 和Y的摩尔比从
1：9变化到9:1，并避光密封静置10h后测定其在428nm处的紫外‑可见吸收光强度和456nm处的荧光发射光谱。
[0071] 从图7和图8中可以看出，Cu2+浓度为总浓度的0.5倍时吸光度值的改变最为明显，2+
这表明配体Y与Cu 之间以1:1的方式进行络合。
[0072] 3、Y和Y‑Cu2+络合物的红外谱图
[0073] 图9为实施例1制备得到的香豆素衍生物Y以及Y与Cu2+的络合物Y‑Cu2+的红外光谱‑1 ‑1图，由图可知，在3447.84cm 处为N‑H吸收峰，在1707.23cm 处为‑COOH的吸收峰，在‑1 ‑1 ‑1
1633.45cm 处为C＝C的吸收峰，在1735.90cm 处为C＝O的振动吸收峰，在1577.11cm 、‑1 ‑1 ‑1 ‑1
1517.57cm 、1449.05cm 、1405.83cm 处均为苯环的特征吸收峰，在816.79cm 和‑1 ‑1
692.72cm 处为苯环在指纹区的特征吸收峰，在1331.70cm 处为C‑O的吸收峰。通过对Y和
2+ 2+
Y‑Cu 红外谱图的对比分析发现，在Y:Cu ＝1:1时，红外谱图会发生明显改变，在‑1
1384.51cm 处产生一个新的特征吸收峰，‑COOH和C＝O的特征吸收峰消失，这说明香豆素衍
2+
生物Y与Cu 形成了较为稳定的络合物。
[0074] 4、金属离子识别抗干扰测试
[0075] 配制15组Y的乙腈溶液(浓度为1×10‑3mol/L)，并向15组溶液中分别加入同浓度同2+ ‑3
体积的Cu 乙腈溶液(1×10 mol/L，50μL)，再向其中的14组溶液中分别加入其他14种金属+ 3+ 2+ 2+ 3+ 2+ + + 2+ 2+ 3+ 2+ 2+ 2+
离子(Na、Y 、Co 、Mg 、Ce 、Cd 、Ag、K、Zn 、Ni 、Fe 、Hg 、Ba 、Pb )，再将所得混合液分别用乙腈溶液稀释到3mL，避光密封静置10h后测定其在428nm处的紫外‑可见吸收光强度和456nm处的荧光发射光谱，结果见图10和图11。由图可看出，除铜离子外，其他离子与Y作
2+
用没有明显的紫外‑吸收光谱吸光度和荧光发射光谱的改变，说明Y对Cu 具有良好的抗干扰能力。
[0076] 由以上实施例可知，本发明提供了一种香豆素衍生物在检测铜离子中的应用，本发明将具有式I所示结构的化合物作为香豆素衍生物，该香豆素衍生物在检测铜离子时，具有明显的裸眼识别的现象，能够达到裸眼识别的目的；同时在紫外灯365nm的灯光照射下，荧光明显增强，能够实现铜离子的检测。本发明使用的香豆素衍生物能够快速选择性识别铜离子，而且识别过程不受其它阳离子的干扰，具有很高的灵敏度，在阳离子检测领域具有很好的应用前景。
[0077] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
