[發(fā)明專利]一種用于檢測Fe3+的多孔共軛聚合物及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610280147.X
• 申請日: 2016-04-28
• 公開（公告）號: CN105778056B
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔡雪刁;駱楚欣;劉亞婷;張婷;李玲
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西師范大學(xué)
• 主分類號: C08G61/02
• 分類號: C08G61/02;C09K11/06;G01N21/64
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責(zé)任公司61201
• 代理人: 高雪霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子聚合物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一類含碳-碳雙鍵的新型多孔共軛聚合物，以及該聚合物的制備方法和在檢測Fe³⁺中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

有機多孔聚合物是一種由C、H、O、N、B等元素構(gòu)成的一類具有較大的比表面積和大量孔結(jié)構(gòu)的新型多孔材料。有機多孔聚合物根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，可以分為自具微孔聚合物(polymers of intrinsic microporosity，PIMs)、超交聯(lián)聚合物(hypercross-linked polymers，HCPs)、共軛微孔聚合物(conjugated microporous polymers，CMPs)和共價有機骨架聚合物(covalent organic frameworks，COFs)。有機多孔聚合物由于具有多孔結(jié)構(gòu)和高的比表面積，并且孔的大小、表面積、親水疏水性、剛?cè)嵝跃稍O(shè)計等特點，被廣泛的應(yīng)用于氣體吸附、分離、非均相催化和儲能。

近年來，高選擇性分子傳感材料引起了人們極大的興趣，迄今為止，報道的最多的是冠醚和共軛聚合物。報道中，這些聚合物普遍對Cu²⁺、Hg²⁺表現(xiàn)出較強的熒光猝滅或者增強。鐵是大多數(shù)生物體中不可缺少的微量元素，在十多種人體必需的微量元素中鐵無論在重要性上還是在含量上，都屬于首位。鐵缺乏或者過量可誘發(fā)各種疾病。目前報道的鐵代謝紊亂可引起貧血以及肝臟和腎臟的損害，最終導(dǎo)致肝癌，肝硬化，關(guān)節(jié)炎，糖尿病或心臟衰竭。鐵還是植物制造葉綠素不可缺少的催化劑。如果一盆花缺少鐵，花就會失去艷麗的顏色，失去那沁人肺腑的芳香，葉子也發(fā)黃枯萎。因此，對生物體中Fe³⁺含量的檢測就顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種用于檢測Fe³⁺的多孔共軛聚合物，以及該聚合物的制備方法和應(yīng)用。

解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：該多孔共軛聚合物的結(jié)構(gòu)單元如下所示：

式中R代表中的任意一種，R′代表甲酯基、乙酯基、叔丁酯基、腈基、硝基、-COONa中的任意一種。

上述的多孔共軛聚合物中R′代表甲酯基、乙酯基、叔丁酯基、腈基、硝基中的任意一種時，其制備方法為：以1,8-二氮雜二環(huán)十一碳-7-烯為催化劑、乙醇為溶劑，在回流條件下使3,5-二-(對甲醛基苯基)-苯甲醛與式I所示的化合物按摩爾比為1:3 進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到多孔共軛聚合物；

式I中R″代表甲酯基、乙酯基、叔丁酯基、腈基、硝基中的任意一種。

上述的多孔共軛聚合物中R′代表-COONa，其制備方法為：以1,8-二氮雜二環(huán)十一碳-7-烯為氧化劑、乙醇為溶劑，在回流條件下使3,5-二-(對甲醛基苯基)-苯甲醛與式II所示的化合物按摩爾比為1:3進(jìn)行聚合反應(yīng)，用透析法分離純化產(chǎn)物，將所得產(chǎn)物溶于甲醇中，加入氫氧化鈉水溶液，在回流條件下進(jìn)行水解，得到多孔共軛聚合物；

式II中R″′代表甲酯基、乙酯基、叔丁酯基中的任意一種。

上述制備方法中，1,8-二氮雜二環(huán)十一碳-7-烯的加入量優(yōu)選為3,5-二-(對甲醛基苯基)-苯甲醛摩爾量的40％～60％。

本發(fā)明多孔共軛聚合物在檢測Fe³⁺中的應(yīng)用，具體檢測方法為：將多孔共軛聚合物溶于四氫呋喃或水中，配制成1.0×10^-5mol/L的多孔共軛聚合物溶液；然后向其中加入不同濃度的Fe³⁺標(biāo)準(zhǔn)樣品，檢測體系的熒光強度，繪制不同濃度Fe³⁺對應(yīng)體系的最大熒光強度隨Fe³⁺濃度變化的標(biāo)準(zhǔn)曲線；然后測試加入待測Fe³⁺樣品溶液時體系的熒光強度，根據(jù)熒光強度結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)曲線方程即可確定Fe³⁺的含量。

本發(fā)明利用MBH-type反應(yīng)合成了一類多孔共軛聚合物，與傳統(tǒng)方法如：Suzuki 交叉偶聯(lián)反應(yīng)、Still反應(yīng)、Kumada反應(yīng)、Sonogashira反應(yīng)、Sonogashira反應(yīng)等相比，本發(fā)明合成方法更加溫和、環(huán)境友好而且無金屬催化劑的殘留，F(xiàn)e³⁺離子對所合成的多孔共軛聚合物的水溶液或四氫呋喃溶液的熒光具有明顯的淬滅作用，可用于水相或有機相中Fe³⁺離子的檢測，且對Fe³⁺離子的選擇性高、檢出限低。

附圖說明