[發明專利]含萘酚吡喃的光致變色熒光開關納米微球及制備方法

有效

• 申請號: 201410557602.7
• 申請日: 2014-10-19
• 公開（公告）號: CN104356282B
• 公開（公告）日: 2016-10-19
• 發明（設計）人: 赫奕;王廣
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C08F220/14
• 分類號: C08F220/14;C08F220/18;C08F220/32;C08F222/14;C08F220/34;C08F2/26;C09K9/02
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 張景林;王恩遠

技術領域

本發明屬于有機聚合物材料合成技術領域，具體涉及一種以過硫酸鉀(KPS)為引發劑、正十六烷(HD)為穩定劑、十二烷基磺酸鈉(SDS)為乳化劑制備得到的含萘酚吡喃光致變色基團和芘或苯并咪唑為熒光基團的光致變色熒光開關納米微球及制備方法。?

背景技術

熒光開關在分子開關、光存儲、熒光生物標記和其它分子和電子器件方面具有廣泛的應用，因而受到越來越多的關注和研究[1-8]。光致變色熒光開關是一種重要的熒光開關而受到研究人員越來越多的研究。在這樣的熒光開關體系中，在光輻射下或光致變色基團熱消色作用下熒光的發射通過光致變色基團可逆的光致變色反應來達到增強和消弱，即“開”和“關”。熒光的增強或削弱是通過熒光基團和光致變色基團之間能量轉移或電子轉移機理來實現的[9-11]。常見的光致變色熒光開關有三種形式，即光致變色基團和熒光基團通過化學鍵連在一起形成有機化合物、光致變色基團和熒光基團一起摻雜在聚合物基質中和把兩種基團直接通過化學鍵接枝在聚合物鏈上。常見的光致變色熒光開關中的光致變色基團主要是二芳基乙烯[12-15]，也有少量的光致變色熒光關于螺吡喃和螺噁嗪用于制備熒光開關的報道。萘酚吡喃及其衍生物也是一類重要的光致變色材料，具有寬的吸收范圍、背景顏色低、好的熱穩定性、消色速度易于控制和很好的抗疲勞性[16]。在紫外光的輻射下，無色的萘酚吡喃通過吡喃環上的C(sp³)-O的斷裂產生具有更大共軛程度的平面開環形式的結構并伴有顏色的產生。由于開環結構是帶有顏色的異構體，所以在可見光區會產生很強的吸收，開環反應前后的分子結構如下式所示[17-21]。在連續的紫外光輻射下，光致變色反應會達到一個在無色的關環結構和有色的開環結構之間的平衡。目前，只有我們研究小組報道了萘酚吡喃用于光致變色熒光開關并具有很好的性能[22-23]。?

由于納米材料的量子效應、表面效應和宏觀量子隧道效應使得它們在光、電、磁和敏感材料等方面呈現常規材料不具備的特性。光致變色材料在光學存儲、光學開關和光學鏡片方面具有很廣泛的應用等，但對于光致變色材料在納米結構中的光致變色行為的研究報道很少。?

在我們以前的研究中，熒光基團芘和苯并咪唑的熒光可以通過萘酚吡喃的光致變色來調節，但熒光的衰減速度是不可控的[22-24]。在我們已經報道的研究結果中,發現萘酚吡喃在納米纖維和納米層層自組裝中的消色速率是很慢的，在此基礎上我們將萘酚吡喃引入到聚合物納米微球中，通過調節聚合物微球的剛性實現了萘酚吡喃消色速度的可控調節[25]。到目前為止，還未見有關光致變色熒光開關納米微球體系的報道，特別是把萘酚吡喃引入到聚合物納米微球中來制備光致變色熒光開關體系更未見報道。結合我們以前的研究成果，將萘酚吡喃和熒光基團同時引入到聚合物納米微球中來制備光致變色熒光開關的聚合物納米微球體系。這一發明與我們已經報道的含萘酚吡喃的光致變色熒光開關體系具有明顯的創新性，一是首次在聚合物納米微球體系中制備含萘酚吡喃的光致變色熒光開關，二是通過合成條件的改變可以調節熒光強度變化的速度。?

發明內容

本發明的目的是提供一種以過硫酸鉀(KPS)為引發劑，正十六烷(HD)為穩定劑、十二烷基磺酸鈉(SDS)為乳化劑制備得到的含萘酚吡喃的光致變色熒光開關納米微球及制備方法。?

與我們已經報道的萘酚吡喃光致變色熒光開關體系不同，在本發明中我們將萘酚吡喃和熒光基團芘或苯并咪唑引入到納米微球中，首次制備含萘酚吡喃的光致變色熒光開關納米微球體系。在納米微球內部通過萘酚吡喃的光致變色反應來調節熒光基團的熒光淬滅和恢復，并通過調節聚合單體比例來調節納米微球內部的剛性來實現熒光基團的熒光強度衰減速度的可控調節，為拓寬萘酚吡喃的應用范圍奠定實驗基礎。?