对称性中位取代羟基卟啉荧光检测水体痕量汞离子研究

吕向菲，陈瑞华，赵永国，陈静，张潆心，白天瑜

(1.长安大学 水利与环境学院，陕西 西安 710054；2.中交第一勘察设计研究院有限公司，陕西 西安 710075；3.西安中交环境工程有限公司，陕西 西安 710065)

《关于汞的水俣公约》预示我国将进一步加强对水体中汞污染的治理[1-2]。《“十三五”生态环境保护规划》也将水体中的汞污染作为重点治理对象，加强水体汞离子的检测具有重要意义[3-4]。卟啉分子因具有良好的荧光发射特性，对光稳定、量子产率高、Stokes位移大，可作为高灵敏汞离子荧光探针[5-7]。研究拟选用具有对称性结构的羟基中位取代卟啉，借助其卟啉环的配位作用和环外中位取代的羟基与汞离子相互作用，实现对水体痕量汞离子的荧光检测。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

4-羟基苯甲醛、苯甲醛、吡咯、丙酸、无水乙醇、二氯甲烷、三氯甲烷、正己烷、氯化汞、无水硫酸钠均为分析纯，吡咯使用前需重新蒸馏提纯。

RE52AA旋转蒸发仪；S220-F 台式酸度计；岛津Shimadzu UV1800紫外-可见光谱仪；BEQ UZNDX550-FTIR红外光谱仪；MALDI-TOF飞行质谱仪；FP-550荧光光谱仪。

1.2 两种对称性羟基卟啉的合成与纯化

使用改进的丙酸合成法合成两种具有对称结构的中位取代羟基卟啉[8]。5，15-二-(4-羟基苯基)10，20-二苯基卟啉(P2OH)和5，10，15，20-四-(4-羟基苯基)苯基卟啉(P4OH)，其结构见图1。

图1 两种羟基卟啉的分子结构Fig.1 The molecular structures of P2OH and P4OH

以H2P2-OH羟基卟啉合成为例，合成步骤如下：将100 mL丙酸加入250 mL三颈瓶中，再分别加入2.3 g的对羟基苯甲醛和5.7 mL苯甲醛，加热搅拌，使二者充分溶解，混合。继续升温至丙酸回流。缓慢滴入5.3 mL新蒸吡咯，待溶液变为棕黑色后，用锡纸包裹反应瓶，并继续维持丙酸回流状态，反应1.5 h后停止，撤去加热搅拌装置，静置冷却至室温。……