[發(fā)明專利]一種水溶性聚集誘導(dǎo)發(fā)光聚合物及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911133670.X
• 申請(qǐng)日: 2019-11-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110845714B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣其民;趙潔蘭;江力;黃文艷;薛小強(qiáng);楊宏軍;蔣必彪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 常州大學(xué)
• 主分類號(hào): C08G65/00
• 分類號(hào): C08G65/00;C09K11/06;G01N21/64
• 代理公司: 常州市英諾創(chuàng)信專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32258
• 代理人: 謝新萍

本發(fā)明屬于非傳統(tǒng)熒光聚合物領(lǐng)域，公開(kāi)了一種水溶性聚集誘導(dǎo)發(fā)光聚合物及其制備方法與應(yīng)用。具體涉及一種不含大π共軛基團(tuán)，僅含有叔胺和酰胺非傳統(tǒng)生色團(tuán)的水溶性聚集誘導(dǎo)發(fā)光聚合物，其是通過(guò)含叔胺的醇羥基單體與含酰胺的不飽和雙鍵或三鍵單體經(jīng)Oxa?Michael加成聚合制備水溶性聚集誘導(dǎo)發(fā)光聚合物。所得聚合物本身不僅具有AIE特性，可對(duì)金屬Fe³⁺特異性識(shí)別，還具有陽(yáng)離子性及良好的生物相容性，其在生物成像、生物檢測(cè)以及基因/藥物載體領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于非傳統(tǒng)熒光聚合物領(lǐng)域，具體涉及一種水溶性聚集誘導(dǎo)發(fā)光聚合物及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

2001年，香港科技大學(xué)唐本忠院士團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光(aggregation-induced emission,AIE)效應(yīng)的化合物，這類熒光材料在溶液中以單分子形式存在時(shí)，激發(fā)態(tài)的電子通過(guò)分子內(nèi)的運(yùn)動(dòng)回到基態(tài)，產(chǎn)生弱的熒光；當(dāng)分子處于聚集態(tài)時(shí)，分子內(nèi)運(yùn)動(dòng)受限，激發(fā)態(tài)的電子只能通過(guò)輻射躍遷的方式回到基態(tài)，表現(xiàn)增強(qiáng)熒光現(xiàn)象。AIE材料被廣泛應(yīng)用于熒光傳感、生物傳感和電致發(fā)光等領(lǐng)域。基于生物學(xué)研究通常是在水相中進(jìn)行，因此水溶性的AIE材料具有很大的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)前，主流的AIE聚合物材料都是將一些含大π共軛結(jié)構(gòu)的疏水性分子(如環(huán)狀多烯型、多芳香取代乙烯型和吡喃型分子)通過(guò)分子設(shè)計(jì)構(gòu)筑而成。因此，想以簡(jiǎn)單的聚合體系及方法制備得到水溶性的聚集誘導(dǎo)發(fā)光材料相對(duì)比較困難。

目前，發(fā)現(xiàn)一類含有C＝O、-COOR以及脂肪胺等非傳統(tǒng)生色團(tuán)的聚合物在低溶度下不發(fā)光，而在高濃度或者固態(tài)中發(fā)出強(qiáng)光，也表現(xiàn)出AIE的特性。由于這類高分子在化學(xué)結(jié)構(gòu)上更接近普通高分子，具有良好的親水性、鏈柔性、結(jié)構(gòu)可調(diào)性，其在構(gòu)建水溶性AIE聚合物具有諸多優(yōu)勢(shì)。目前,該類熒光聚合物的制備方法主要是通過(guò)開(kāi)環(huán)聚合，氨基與不飽和雙鍵的Michael加成聚合來(lái)制備。但以上述方法制備聚合物也存在合成步驟繁瑣、效率低、易交聯(lián)的不足。另外，由于目前制備設(shè)計(jì)的此類熒光聚合物的種類較少，其機(jī)理的研究還不夠透徹。因此探索以高效與溫和的反應(yīng)體系構(gòu)建新型的水溶性非傳統(tǒng)生色團(tuán)AIE聚合物在不同領(lǐng)域中應(yīng)用是一個(gè)有意義的課題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的針對(duì)上述聚集誘導(dǎo)發(fā)光聚合物制備方法及應(yīng)用存在的缺陷，提供一種水溶性聚集誘導(dǎo)發(fā)光聚合物及其制備方法與應(yīng)用，它的分子骨架不含有大π共軛基團(tuán)，而含有以脂肪胺和酰胺為主體的非傳統(tǒng)發(fā)色團(tuán)，具有更好的生物相容性，可用于離子檢測(cè)和生物醫(yī)用領(lǐng)域。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種水溶性聚集誘導(dǎo)發(fā)光聚合物，其特征結(jié)構(gòu)式為式1和式2所示：

式1：

式1中，分子骨架含叔胺和酰胺的線型AIE聚合物。

式2

式2中，分子骨架含叔胺和酰胺的支化AIE聚合物。

按照本發(fā)明的另一方面，還提供了一種水溶性聚集誘導(dǎo)發(fā)光聚合物的制備方法，將含叔胺結(jié)構(gòu)的羥基單體與含酰胺鍵的不飽和鍵單體溶于有機(jī)溶劑中，通過(guò)有機(jī)磷腈堿催化羥基與雙鍵的Oxa-Michael加成點(diǎn)擊聚合在溫和的條件下制備得到水溶性聚集誘導(dǎo)發(fā)光聚合物。

其中，含叔胺結(jié)構(gòu)的羥基單體為N-甲基二乙醇胺或三乙醇胺；含酰胺鍵不飽和鍵單體為雙丙烯酰胺，雙丙烯胱胺，不飽和鍵單體的摩爾量為含叔胺結(jié)構(gòu)羥基單體摩爾量的1-2倍；

有機(jī)堿為膦腈堿t-BuP₂或t-BuP₄；所述的膦腈堿的摩爾量為含叔胺羥基單體摩爾量的0.05-0.2倍；

聚合條件是反應(yīng)溫度為0-60℃，聚合時(shí)間為6-96h；