[發明專利]一類水溶性的含芴接枝共軛聚合物及其制備和應用方法

有效

• 申請號: 201010193885.3
• 申請日: 2010-06-07
• 公開（公告）號: CN101864042A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 范曲立;黃維;張志勇
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: C08F283/00
• 分類號: C08F283/00;C08F120/34;C08F120/18;C08F8/44;C08G61/02;G01N21/64;G01N21/33
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 葉連生

技術領域

本發明屬于生物功能化材料技術領域，具體涉及含芴水溶性接枝共軛聚合物制備及其應用。

技術背景

水溶性共軛聚合物由于其特殊的光電性質滿足了新一代生物傳感材料對高靈敏度、高選擇性、操作簡便和實時響應的要求日趨受到各方關注。本發明提出開發新型的水溶性接枝共軛聚合物傳感材料，在聚芴的側鏈上引入柔性官能團，利用柔性鏈與目標分子的相互作用進一步改變分子鏈的構型和聚集態變化來實現對生物分子的檢測。柔性鏈的存在達到簡化功能性基團引入的目的，有利于通過調節柔性鏈的長度改變聚合物的電荷、功能性基團實現更好的水溶性，從而提高檢測的靈敏度，同時研究聚合物在不同環境下的物性變化以及聚合物同生物分子之間的相互作用，最終獲得高靈敏度、高選擇性、操作穩定的傳感材料。

發明內容

技術問題：本發明的目的在于提供一種具有良好光電性能及水溶性和生物相容性的接枝共軛聚合物制備方法。

技術方案：本發明的一類水溶性的含芴接枝共軛聚合物具有如下分子結構式：

其中x為聚合度，x為8-15；

R₁為-C₆H₁₃，-C₈H₁₇；

R₂為聚甲基丙烯酸酯的季銨鹽或聚丙烯酸的鈉鹽。

所述的接枝共軛聚合物分子結構式的主鏈為聚芴，R₁為正辛基基，R₂為具有水溶性的甲基丙烯酸二甲胺乙酯的季銨鹽，該鹽形式有兩種，其分子結構式如下：

或者，接枝共軛聚合物的主鏈為聚芴，R₁為正辛基基，R₂為具有水溶性的聚丙烯酸的鈉鹽，其分子結構式如下：

本發明的水溶性的含芴接枝共軛聚合物的合成方法具體步驟如下：

a.接枝共軛聚合物季銨鹽的合成方法

a1).共聚芴的合成：

2，7-二溴-9，9-二辛基芴的合成：將2，7-二溴芴和四丁基溴化胺混合并加入二甲基亞砜，再加入NaOH的水溶液，之后向混合液中加入1-溴辛烷，室溫下攪拌反應4～72小時后，向反應混和液中加入過量的乙酸乙酯，接著過濾出NaOH沉淀物，用稀鹽酸和鹽水沖洗有機提取物，以石油醚為洗滌液利用硅膠色譜法，對有機層干燥、濃縮和提純，產品從乙醇中重結晶析出，干燥可得到產物；

2，7-雙硼酸酯-9，9-二辛基芴的合成：氮氣保護下，2，7-二溴-9，9-二辛基芴溶解在干燥的THF中，在-78℃條件下，正丁基鋰慢慢滴入，反應2小時之后，快速加入硼酸三異丙酯，升至室溫，攪拌12h。將反應液倒入含有2M鹽酸的冰水浴中，然后用乙醚萃取，減壓蒸除溶劑得到白色固體，將該白色固體和1，3-丙二醇在甲苯中回流12h，粗產品用硅膠柱提純，以體積比為4∶1石油醚和乙酸乙酯為洗脫劑，最終得到白色晶體；

2，7-二溴-9，9-二(3-羥基丙基)芴：2，7-二溴芴和四丁基溴化胺混合并加入二甲亞砜，整個反應體系經過事先抽真空然后充氮氣的處理過程保持氮氣保護氛圍，在強烈攪拌的情況下，向反應體系緩慢注入百分之五十的氫氧化鈉水溶液，注入完畢，整個反應體系在室溫下繼續攪拌30分鐘，然后使用油浴將反應體系加熱到85℃；此時，向反應體系緩慢注入3-溴丙醇，然后維持溫度和攪拌速度繼續反應，8小時后，將反應溫度降至室溫，反應溶液倒入水中，用二氯甲烷萃取三次，合并有機層，用水和食鹽水分別洗滌一次，然后用無水硫酸鈉進行干燥，干燥后進行過濾，用旋轉蒸發儀進行減壓蒸餾脫去有機溶劑得到粗產品；粗產品用硅膠柱層析提純，以體積比為4：3的乙酸乙酯和石油醚為洗脫液，得到洗脫液經過減壓蒸餾脫去溶劑后得到淺黃色晶體；

共聚芴的合成：氮氣氣氛下，將Pd(PPh₃)₄，K₂CO₃，四丁基溴化銨，2，7-二溴-9，9-二(3-羥基丙基)芴，2，7-二溴-9，9-二辛基芴硼酸酯溶解在甲苯/水中；在80℃下避光反應72小時后，冷卻至室溫，過三氧化二鋁中性柱，除去催化劑，在甲醇中沉降三次，過濾，最終得到淡黃色產物；

a2).聚芴大分子引發劑的合成：