[發明專利]一種超分子聚合物框架材料的制備及應用

有效

• 申請號: 201711284003.2
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN107936262B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 張有明;李永福;林奇;仲開鵬;陳曉鵬;姚虹;魏太保
• 申請（專利權）人: 西北師范大學
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;G01N21/64
• 代理公司: 蘭州智和專利代理事務所(普通合伙) 62201
• 代理人: 張英荷

本發明設計合成了一種超分子聚合物框架材料，是以萘二甲酰亞胺功能化的柱[5]芳烴為主體，含有雙邊季銨化的柱[5]芳烴為客體，在環己醇中自組裝而成，并且主體與客體的摩爾比為1:1。通過競爭性配位機理，這種超分子聚合物框架材料（SOF?AP5?MJP5）及其金屬超分子聚合物框架材料（M?SOF?AP5?MJP5）能夠分別對Fe³⁺和H₂PO₄^?實現連續性響應和高靈敏檢測，這種識別性能在離子識別領域具有重要的應用價值。

技術領域

本發明涉及一種超分子聚合物框架材料的制備，尤其涉及一種基于萘二甲酰亞胺功能化的柱[5]芳烴(AP5)和含有雙邊季銨化的柱[5]芳烴(MJP5)的超分子聚合物框架材料的制備；本發明同時還涉及該超分子聚合物框架材料高靈敏連續性識別Fe³⁺和H₂PO₄^-的應用。

背景技術

在化學、生物、環境等領域中，離子和分子扮演者重要的角色，對于環境中某些特殊離子或分子的檢測與分離至關重要，例如：鐵（Fe），是人體不可缺少的微量元素，它是構成血紅蛋白、肌紅蛋白及多種酶的重要成分，如果體內缺少鐵，可影響血紅蛋白、肌紅白蛋的合成，可使某些酶，如細胞色素C、核糖核苷酸還原酶、琥珀酸脫氫酶等的活性降低。這些酶與生物氧化、組織呼吸、神經遞質的分解與合成有著密切關系。因此，鐵的缺乏可引起很多生理上的變化，從而導致免疫力低下，智力降低和機體抗感染能力降低，影響機體體溫調節能力，神經機能紊亂，工作效率降低等各種疾病，最常見的是缺鐵性貧血。我國7歲以下兒童貧血平均患病率達51.6%，孕婦貧血率平均30%左右。主要因機體鐵需要量增加、膳食攝入不足及吸收障礙引起。另外，消化道潰瘍、腸道寄生蟲等疾病的出血，也是引起鐵缺乏的重要原因。因此，檢測生命體中的鐵含量具有重要的意義。

磷酸二氫根離子（H₂PO₄^-），是生命體中重要的組成物質，可以參與DNA的構建、能量存儲和信息轉錄等過程。另外，磷酸鹽及磷酸化合物是水體富營養化的主要原因之一。由于磷酸二氫根陰離子較大的體積和較強的親水性，使得它幾乎位于Hofmeister選擇序列的底部。因此，在水性介質中磷酸二氫根離子通常不能和傳感器的識別位點有效結合，對于磷酸二氫根離子的識別來說，提高選擇性和抗干擾能力顯得尤為重要。由于磷酸二氫根及其衍生物具有如此重要的的意義，因此此類物質的識別和檢測受到人們的廣泛關注。盡管現在已有許多研究報道，但是如何靈敏并高選擇性的對磷酸類物質進行特異性識別仍是一項具有挑戰的工作。

目前，人們已經研發出多種離子檢測的方法，并且由于熒光法具有操作簡便、快捷、靈敏度高等優點，已經發展為離子識別的主要檢測手段。然而，在現實生活中，各種對人體有益或有害的離子大都存在于水相中，而所報道的可以對離子進行檢測的方法大多是在有機溶液中進行，對離子的檢測也比較局限。

發明內容

本發明的目的是提供一種超分子聚合物框架材料的制備方法；

本發明的另一目的是提供一種上述超分子聚合物框架材料識別Fe³⁺和H₂PO₄^-的應用。

一、超分子聚合物框架材料

本發明超分子聚合物框架材料的制備方法，以萘二甲酰亞胺功能化的柱[5]芳烴(AP5)為主體，含有雙邊季銨化的柱[5]芳烴(MJP5)為客體，在環己醇中自組裝而成。超分子聚合物框架材料標記為SOF-AP5-MJP5。

其中主體萘二甲酰亞胺功能化的柱[5]芳烴(AP5)的結構式如下：

含有雙邊季銨化的柱[5]芳烴(MJP5)的結構式如下：