本项目拟设计合成一类2-羟基-1-萘甲醛缩苯甲酰腙的荧光探针，试图将其用于检测有机锡化合物，建立一种简便、灵敏、有效的有机锡化合物的检测分析方法。

 本项目拟设计一类合适的探针与有机锡进行配位，使得配合物体系刚性增强，从而导致体系的荧光强度增加或发射光谱产生位移，利用探针与有机锡结合时荧光性能的变化来检测有机锡化合物。具体研究步骤如下：

(1) 2-羟基-1-萘甲醛缩苯甲酰腙类荧光探针的合成

(2) 有机锡化合物的合成

(3) 考察探针对有机锡化合物的选择性识别

(4) 荧光探针分子结构的优化

(5) 优化探针对不同有机锡化合物的响应条件

(6) 荧光机理研究

有机锡化合物是指Sn与C直接结合成键的一类金属有机化合物，主要用作塑料工业中的稳定剂、催化剂、农业生产中的各种杀虫剂、除草剂和船舶的防污涂料，等等。由于Sn-C键比较稳定，所以有机锡在环境中很难降解，并具有高毒性，容易对生物体产生严重危害。例如，三丁基锡或三苯基锡在ng/L 浓度便能导致海产腹足类生物雌性不育和种群灭绝。虽然自2008年起，许多国家就颁布了使用三丁锡(TBT)作为防污涂料的禁令，但2013~2017年全球锡精矿的供给稳定在29 万吨上下的水平，锡产量的10%~20%用于合成有机锡类化合物。海水中的有机锡类化合物通常以氧化物、离子态或生物大分子等形式存在，特点是沸点高难气化且含量比较低。有机锡对非靶生物有较强的毒害作用，可大量富集于生物体中内脏、性腺和鳃，会扰乱内分泌，诱导海产腹足类发生性畸变，甚至通过食物链传递影响到人类的胚胎发育。如今随着矿业、冶金、电子制造等工业的迅速发展，各类有机锡化合物的合成和应用发展迅速，有机锡的产量和使用也随之不断提高，造成严重的环境污染，最终通过食物链进入生命体，严重威胁人类和环境安全。文献报道目前有机锡类化合物在海水、底泥中均有被检测出。当前检测有机锡化合物常采用的方法主要为分为液相色谱法、气相色谱法以及一些联用技术，而这些测试方法大多需要需要昂贵的仪器，复杂的样品预处理，专业的操作等。然而，荧光分析法由于具有灵敏度高、响应快捷、操作简便、成本低等优点，近年来被越来越多的科研工作者所关注，荧光分析法克服了传统分析方法中样品预处理过程繁琐冗长、检测成本高等缺点。因此，设计合成一类荧光探针用于检测有机锡化合物是一项非常有意义的工作。

荧光基团的构建是荧光探针设计合成过程中最为重要的一环，通常选择杂化芳香化合物作为荧光团来构建新型的小分子荧光探针。首先，杂环芳香族化合物中具有大的共轭电子离域体系，这种体系中的电子极易获得能量发生π-π*电子跃迁或n -π*电子跃迁，这为荧光的产生提供了最基本的条件。其次，杂化分子的平面刚性结构对荧光的影响是不可忽视的。由于刚性结构使得分子中各个原子之间的结合更加稳定减少了分子间转动和振动，导致分子吸收的能量被更加有效的用于荧光的产生而非被分子内的转动振动所消耗。最后，在杂环化合物的支链上修饰不同的基团会对荧光效果产生不容忽视的影响：当向荧光分子上修饰强供电子基团如羟基、氨基、二烷基氨基或烷氧基等作为助色基团时会使荧光更强且吸收波长和发射波长都受影响向长波移动。

基于上述思想，本项目拟设计合成一类2-羟基-1-萘甲醛缩苯甲酰腙类荧光探针。该类化合物作为一个荧光母体其拥有如下几个优点：(1)合成简便，易于获得；(2)拥有的一个良好的刚性平面结构和较大的π-π*电子共轭离域因而能够激发电子使之跃迁，拥有良好的荧光性质；(3)该类探针含有氧、氮两种杂原子，而由于这两种原子自身含有未参与成键的孤电子对导致易与有机锡发生配位作用；(4)在芳环上可引入不同修饰基团，制备一系列的具有荧光性能的衍生化合物。

然而，本项目试图将2-羟基-1-萘甲醛缩苯甲酰腙类荧光探针用于检测有机锡化合物，在2-羟基-1-萘甲醛缩苯甲酰腙的芳环上引入修饰基团，合成并筛选出对不同有机锡化合物具有高灵敏度、高选择性的荧光探针；将合成的探针应用于环境中有机锡污染源的检测领域，建立有机锡化合物的荧光检测新方法，并研究分子探针的作用机理，既丰富了荧光小分子探针的种类，也为进一步将荧光探针进行环境监测、食品安全等方面的检测提供了一种新的可能。

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(1) 通过对荧光探针分子的不断优化，进一步筛选出对不同有机锡化合物具有高灵敏度、高选择性检测的荧光探针。

(2) 利用荧光分析法检测有机锡化合物的文献鲜见报道。

技术路线：

(1) 2-羟基-1-萘甲醛缩苯甲酰腙类荧光探针的合成

以苯甲酸甲酯为原料，为原料，经酯化、氨解、缩合等反应制得2-羟基-1-萘甲醛缩苯甲酰腙。

其中R₁= o-Cl，o-Me，o-OH，p-NO₂，m-Cl，m-OMe，等等。合成化合物通过熔点、元素分析、IR、¹H NMR、¹³C NMR、ESI-MS、UV-Vis等进行表征。

(2) 有机锡化合物的合成

以取代二苄基锡为例：由取代氯化苄与锡粉在含水甲苯中直接合成二取代苄基二氯化锡。

通过元素分析、IR、¹H NMR、¹³C NMR、¹¹⁹Sn NMR、ESI-MS、X-射线单晶衍射对合成的二烃基锡化合物结构进行表征。

(3) 考察探针对有机锡化合物的选择性识别

采用紫外光谱和荧光光谱深入研究合成的探针的光学性质，建立能识别不同有机锡化合物的荧光探针库，分别测试其与对应检测物的作用。

(4) 荧光探针分子结构的优化

对荧光探针分子结构的不断优化，筛选出合适的对某种有机锡化合物具有良好灵敏度、高选择性等优点的荧光探针。

(5) 优化探针对不同有机锡化合物的响应条件

测试溶剂、响应时间、比例、浓度等影响因素对不同有机锡化合物的响应，得出最佳响应条件。

(6) 荧光机理研究

运用量子化学密度泛函理论（DFT）与B3LYP杂化函数对荧光探针分子与不同有机锡作用前后的几何结构进行量化计算，从理论上预测荧光探针对检测物作用的可行性，并利用核磁共振、质谱、红外、X-射线单晶衍射等手段研究荧光探针分子与有机锡的作用机理。

拟解决的问题：

开发一类用于检测有机锡化合物的荧光探针。

预期成果：

1、建立一种灵敏、可靠、检测成本低的有机锡化合物的荧光分析检测方法。

2、在国内外专业学术期刊发表论文1-2篇。

3、总结研究报告和技术报告，形成自有知识产权成果。

2022年5月-2022年8月：查阅相关文献资料，完成实验综述；

2022年8月-2022年10月：合成2-羟基-1-萘甲醛缩苯甲酰腙类荧光探针，并对其进行元素分析、红外光谱、核磁共振谱、X-射线单晶衍射等表征。

2022年11月-2022年12月：合成有机锡化合物，并对其进行元素分析、红外光谱、核磁共振谱、X-射线单晶衍射等表征。

2023年1月-2023年6月：采用紫外光谱和荧光光谱深入研究合成的探针的光学性质，建立能识别不同有机锡化合物的荧光探针库，以及优化荧光探针分子结构。

2023年7月-2023年12月：优化探针对不同有机锡化合物的响应条件，荧光机理研究。

2024年1月-2024年4月：数据处理、整理成果、编写研究报告、进行项目鉴定，成果验收。