[發明專利]D-A型有機熒光小分子材料及其在三價鐵離子檢測中的應用

有效

• 申請號: 201710147858.4
• 申請日: 2017-03-14
• 公開（公告）號: CN107056717B
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發明（設計）人: 張明;李峰;張曌霞
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C07D249/08
• 分類號: C07D249/08;C09K11/06;G01N21/64
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 劉世純;王恩遠

一種給電子基團(D)?拉電子基團(A)型有機熒光小分子材料及其在三價鐵離子(Fe³⁺)檢測中的應用，屬于熒光傳感技術領域。具體涉及一類以三苯胺類分子為給體，以3,4,5?三苯基?4H?1,2,4?三氮唑為受體的D?A型熒光傳感材料。這類分子的D?A型結構，以及從D到A的電荷轉移(CT)態性質保證了其具有高的熒光效率，而且3,4,5?三苯基?4H?1,2,4?三氮唑作為該熒光分子藍光構筑單元，不但具有良好的電子運輸能力，而且其裸露的氮原子對鐵離子具有較高的絡合能力，保證了該熒光材料對于鐵離子檢測有極高的選擇性和靈敏度。除此之外，該類材料對實際水中Fe³⁺也具有良好的檢測性能。

技術領域

本發明屬于熒光傳感技術領域，具體涉及一種給電子基團(D)-拉電子基團(A)型有機熒光小分子材料及其在三價鐵離子(Fe³⁺)檢測中的應用，該類熒光材料具有檢測限低、靈敏度高、選擇性好，可用于實際水樣中Fe³⁺檢測的優點。

背景技術

Fe³⁺是人體的必需元素，在人體內參與多種酶和免疫系統的組成。Fe³⁺在人體內是不能正常代謝的，若體內大量積累，則會患高鐵血紅蛋白癥。除此之外，過量鐵還會導致智力下降，體力不支。而人體內鐵含量過低又會導致缺鐵性貧血，輕者會出現頭暈目眩、記憶衰退、耳鳴等癥狀，重者會導致精神失常、腸道出血及白血病。因此，Fe³⁺的檢測是十分重要的。

目前Fe³⁺檢測技術主要有原子吸收光譜法(AAS)、離子色譜法、發射光譜法(AES)、分光光度法、高效液相色譜電感耦合等離子法、熒光分光光度法等。然而這些方法普遍存在高成本、操作復雜、檢測耗時長、儀器大型化等缺點，限制了其在現場檢測中的應用。

與以上多種檢測技術相比較，熒光傳感憑借其獨特的優勢脫穎而出。其工作原理包括光誘導電子轉移(PET)，激發態內質子轉移(ESIPT)，熒光共振能量轉移(FRET)，分子內電荷轉移(ICT)以及聚集誘導發光(AIE)等。它具有高選擇性，高的靈敏度，簡單的操作步驟以及低的成本。除此之外，熒光傳感器可以比較容易的置于手持設備中，更加有利于金屬離子的現場檢測。

目前用于Fe³⁺傳感的熒光材料主要包括共軛聚合物、小分子熒光材料、高分子自組裝材料以及樹枝狀分子等，但是相比較于其它材料，小分子熒光材料具有成本低、溶解性好、合成方法簡單等優點，更加有利于實際應用。然而，目前的Fe³⁺檢測仍有不足的地方，例如無法排除三價鉻離子(Cr³⁺)和二價銅離子(Cu²⁺)的干擾。我們對此提出改進，利用給體(D)-受體(A)型有機熒光小分子材料來進行Fe³⁺高靈敏性檢測。

D-A型有機熒光小分子材料具有一個給電子基團(D)和一個拉電子基團(A)，而兩個基團通過π電子共軛體系連接到一起。當該有機熒光小分子材料在350nm左右被激發后，發生分子內的電荷轉移，從電子受體到電子供體，與此同時在460nm左右有一個新的發射峰出現，在我們就稱之為分子內電荷轉移(ICT)(如圖1)。近年來，該材料主要用于有機發光器件和太陽能電池，而且它們還可以作為熒光傳感材料用于檢測金屬離子。

發明內容

本發明的目的在于提供一類D-A型有機熒光小分子材料，并通過熒光法實現其對Fe³⁺的檢測。本發明涉及一類以三苯胺類分子為給體(D)，以3,4,5-三苯基-4H-1,2,4-三氮唑為受體(A)的D-A型熒光傳感材料。這類分子的D-A型結構，以及從D到A的電荷轉移(CT)態性質保證了其具有高的熒光效率，而且3,4,5-三苯基-4H-1,2,4-三氮唑作為該熒光分子藍光構筑單元，不但具有良好的電子運輸能力，而且其裸露的氮原子對鐵離子具有較高的絡合能力，保證了該熒光材料對于鐵離子檢測有極高的選擇性和靈敏度。除此之外，該類材料對實際水中Fe³⁺也具有良好的檢測性能。