2，3，7-三羟基-9-(3，4-二羟基)苯基荧光酮的合成及其与金属钼(Ⅵ)的显色反应

张嘉月， 于秀兰

(沈阳化工大学应用化学学院，辽宁沈阳 110142)

钼(Ⅵ)是人体必需的微量元素之一，钼酶存在于生物体内，具有抗癌、防龋等功效［1］;同时钼也是动植物生长和发育所需微量营养元素中的一种，过多或过少的钼都会影响到动植物的正常生长发育.此外钼在合金领域及化工领域的应用也在不断扩大.因此，对于动植物体内环境中以及各种产品中，微量钼(Ⅵ)的测定具有十分重要的意义.目前对钼(Ⅵ)的测定方法通常有分光光度法(比色法)、催化极谱法、等离子体发射光谱法(ICP)和原子吸收分光光度法等，而其中以分光光度法最为常见.分光光度法中以硫氰酸盐分光光度法应用的最广，但色泽不够稳定.随着研究的不断进展，很多用于测定钼(Ⅵ)的新的分光光度法也随之出现，例如，荧光酮类试剂光度法、偶氮类试剂光度法、动力学光度法、荧光光度法、计算光度法等.由于荧光酮类试剂分子独特的刚性、平面和共轭大π键结构，使其容易吸收紫外、可见光并受激发产生荧光，因此，荧光酮类试剂作为化学发光试剂、荧光试剂、高灵敏显色试剂近年来在分析化学领域得到了广泛的应用.其中，2，3，7-三羟基苯基荧光酮类有机试剂是一种酸性三苯甲烷类衍生显色试剂，该显色剂在荧光酮的9位苯基上引入多个供电子基团-羟基，此基团中氧上的孤对电子对能够与苯基荧光酮的大π键产生p-π共轭，增加吡喃环的电子云密度，使试剂与金属离子的反应活化能大大降低，加快了反应的速度，提高了方法的灵敏度［2］.目前，2，3，7-三羟基-9-(3，4-二羟基)苯基荧光酮(3，4-DHPF)已经用于微量锌［3］、铝［4］的测定，但未见 2，3，7-三羟基-9-(3，4-二羟基)苯基荧光酮(3，4-DHPF)用于微量钼(Ⅵ)测定的报道.本文采用自行合成的试剂3，4-DHPF与金属离子钼(Ⅵ)发生显色反应，对显色反应的条件进行详细研究，并采用拟定的分析方法用于微量钼(Ⅵ)的测定.3，4-DHPF结构式如下:

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

722N型可见分光光度计，上海精密科学仪器有限公司.

钼(Ⅵ)标准溶液:准确称取0.150 0 g光谱纯三氧化钼于100 mL烧杯中，加入10 mL质量分数为10%的氢氧化钠溶解，移入100 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，制得质量浓度为1 g/L的钼标准溶液，此为储备液.临用时配制10 g/L钼标准工作液.

3，4-DHPF(质量分数0.025%):准确称取0.062 5 g 3，4-DHPF于50 mL锥形瓶中，加入少量DMF及30 mL无水乙醇，溶解后，得到橘红色的溶液，移至250 mL容量瓶中，用无水乙醇定容.

1.2 合成步骤

对苯醌的合成按文献［5］进行，偏三酚三乙酸酯的合成按文献［6］进行.

3，4-DHPF的合成:参照文献［7］的合成方法，以前面合成的偏三酚三乙酸酯和3，4-二羟基苯甲醛为原料进行合成，对提纯后的试剂以V(乙醇)∶V(乙酰丙酮)∶V(冰乙酸)=4∶2∶1 为展开剂，使用GF254薄层层析硅胶铺板进行薄层色谱分析，仅有一个斑点.测定比移值为0.286.由红外谱图可知其结构与目标产物相符，红外谱图分析见表1.

表1 3，4-DHPF的红外光谱解析Table 1 IR analysis of 3，4-DHPF

1.3 实验方法

在25 mL的容量瓶中依次加入适量的钼(Ⅵ)标液，4 mL pH=5.0的NaAc-HAc缓冲溶液，1 mL质量分数为0.025%的3，4-DHPF显色剂，用蒸馏水稀释至25 mL，摇匀，得到橘红色络合物.将此溶液放置10 min.用1 cm的比色皿，以试剂空白作参比，在566 nm处，对络合物的吸光度进行测定.

2 结果与讨论

2.1 吸收光谱

试剂及配合物的吸收光谱见图1.由图1可以看出:络合物对水在波长为486 nm处取得最大吸收峰，相应的试剂空白在波长为566 nm处取得最大吸收峰，对比度较大，△λ=80 nm.所以，实验选择在566 nm处测定络合物的吸光度.

图1 吸收光谱Fig.1 The curves of absorption

2.2 酸度的影响

使用不同pH值的缓冲溶液进行测定，图2为酸度对显色反应的影响.

图2 酸度对显色反应的影响Fig.2 The effect of acidity to chromogenic reaction

从图2可以看出:在pH为5～6的缓冲介质中络合物显色较稳定，pH=5.0时吸光度最大，因此，实验选用pH=5.0的NaAc-HAc缓冲溶液;从图3可以看出:缓冲溶液的用量在3～7 mL范围内络合物的吸光度较好，因此实验选用4 mL的缓冲溶液.

图3 缓冲溶液用量的影响Fig.3 The effect of buffer solution volume

2.3 显色剂用量的影响

从图4可以看出:质量分数为0.025%的3，4-DHPF显色剂用量在1～4 mL范围内，其络合物的吸光度较大且稳定.为了使试剂空白的颜色不至于太深，而且显色完全，选用1 mL的3，4-DHPF显色剂.

图4 显色剂用量与吸光度的关系Fig.4 The relationship between the volume of chromogenic reagent and absorbance

2.4 显色时间和配合物的稳定性

在常温下，钼(Ⅵ)与3，4-DHPF显色剂经10 min显色完全，生成橘红色络合物，络合物的稳定性好，而配合物形成以后的吸光度可以保持12 h不变.因此，实验选用显色10 min时对络合物进行测定.

2.5 络合物组成的测定

实验分别选用了摩尔比法和等摩尔连续变化法对钼(Ⅵ)配合物的组成进行研究，实验结果为 n(钼)∶n(试剂)=1∶2.

2.6 工作曲线

在25 mL的容量瓶中，分别加入不同量的钼(Ⅵ)标准溶液，按实验方法进行显色反应，并在566 nm处测定其吸光度，然后以钼(Ⅵ)的质量浓度为横坐标，吸光度为纵坐标绘制工作曲线.从所绘制的工作曲线(图5)可知钼(Ⅵ)在0～1.6 mg·L-1范围内符合朗伯比尔定律，所得到的线性回归方程为A=0.092 38+0.007 66x(x，0.04 mg/L)，回归系数RMo=0.999 73，表观摩尔吸光系数εMo=1.84×104L·mol-1·cm-1.

图5 工作曲线Fig.5 Working curve

2.7 共存离子的影响

按照实验方法，分别加入不同的共存离子，对其吸光度进行测定，由线性回归方程计算出钼(Ⅵ)的含量.测定结果的相对误差≤±5%时，常见的几种碱金属及阴离子如K+、Na+对钼(Ⅵ)的测定几乎无干扰，其它共存离子的允许量分别为:当共存离子的质量(μg):钼(Ⅵ)标准的质量(μg)≤100∶1 时，La3+不影响测定;当共存离子的质量(μg):钼(Ⅵ)标准的质量(μg)≤10∶1 时，P5+、Ni2+、Mg2+、Ca2+、Co2+、Ce2+不影响测定;通过以上的实验数据可以看出，大多数常见的离子对钼(Ⅵ)的测定没有干扰.但当Fe3+、V5+的加入量远小于钼(Ⅵ)标准的质量时，干扰严重，对于Fe3+、V5+的干扰，可以采用质量分数为5%的抗坏血酸在显色加入前使其还原至低价态，由此可见实验所选用的方法具有较好的选择性.

3 结论

利用自行合成的显色剂2，3，7-三羟基-9-(3，4-二羟基)苯基荧光酮(3，4-DHPF)与金属钼(Ⅵ)进行显色反应，并使用分光光度计对其光度性质进行分析，得出在pH=5.0的NaAc-HAc介质中显色剂与钼(Ⅵ)形成2∶1的橘红色络合物，并在λ=566 nm时得到最大吸收峰，钼(Ⅵ)含量在0～1.6 mg/L范围内符合朗伯比尔定律，表观摩尔吸光系数为 εMo=1.84×104L·mol-1·cm-1，利用此方法能够快速且较准确地测出样品中微量钼(Ⅵ)的含量.

［1］ 朱青青.火焰原子吸收光谱法测定土壤中钼［J］.理化检验-化学分册，2005，41(5):351-353.

［2］ 于秀兰，田松涛.苯基荧光酮类显色剂在光度分析中的应用进展［J］.中国无机分析化学，2011，1(2):31-38.

［3］ 杜容山，黄应平，罗光富，等.2，3，7-三羟基-9-(3，4-二羟基)苯基荧光酮测定锌［J］.分析试验室，2009，28(5):64-67.

［4］ 杜容山，顾彦，罗光富，等.混合表面活性剂下2，3，7-三羟基-9-(3，4-二羟基)苯基荧光酮测定微量铝［J］.分析试验室，2009，28(12):157-159.

［5］ Perisic-janjic N U，Muk A A，Canic V D.Reaction of Lanthanum with Reagent Arsenazo-P-Nitro［J］.Analytical Chemistry，1973，45(4):798-801.

［6］ 罗光富，黄应平，颜克美.新显色剂2，3，7-三羟基-9-(2，4-二羟基)苯基荧光酮的合成及与金属离子显色反应的研究［J］.化学试剂，2002，24(3)，158-159，166.

［7］ 张华山，黄应平，黎心弟，等.新取代苯基荧光酮试剂的合成及其性质的研究Ⅰ.新型取代苯基荧光酮的合成、提纯、鉴定及离解的研究［J］.化学试剂，1995，17(4):197.