[發明專利]一種熒光共價有機框架材料及其制備方法應用

有效

• 申請號: 202010031989.8
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111116906B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 公培偉;劉哲;王斌;劉西成;孔斐;李爍涵;聶玲玉
• 申請（專利權）人: 曲阜師范大學
• 主分類號: C08G73/02
• 分類號: C08G73/02;C09K11/06;C07C221/00;C07C223/06;A61K47/34;A61K47/69;A61K31/704;A61P35/00
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 王翠翠

本發明涉及一種共價有機框架材料的制備方法及其應用，其特征在于，合成并使用高共軛的單體，通過低溫回流的方法合成多孔共價有機框架材料。合成的材料在溶劑中具有良好分散性，并表現出特殊的熒光性能。該共價有機框架材料具有大的比表面積，可以實現多種酶、藥物的負載，具有顯著的響應性釋放性能。特別是該材料具有低的細胞毒性，細胞攝取后其藥物緩釋方式和途徑可顯著提高酶及藥物的利用度，提高藥物的治療效果。

技術領域

本發明屬于材料、化學和生物技術領域，具體涉及一種共價有機框架材料及其制備方法和應用。

背景技術

共價有機框架（COF）是一類由輕元素（如碳、氫、氧、氮、硼等）通過共價鍵連接的多孔有機聚合物晶體。由于其特殊的結構和性質，在氣體吸附、催化、能量存儲、藥物輸送和光伏設備等領域均表現出巨大的應用潛力。近年來，COF的合成、性質和應用研究受到越來越多科研工作者的關注（參見T. Ma, E. A. Kapustin, S. X. Yin, L. Liang, Z. Zhou,J. Niu, L.-H. Li, Y. Wang, J. Su and J. Li, Science, 2018, 361, 48–52; H.Wang, Z. Zeng, P. Xu, L. Li, G. Zeng, R. Xiao, Z. Tang, D. Huang, L. Tang andC. Lai,Chem. Soc. Rev., 2019, 48, 488–516.），新型COF材料的合成對于推動其研究的進一步深入和實際應用具有重要作用。

為使合成出來的COF具有特殊的結構、孔徑和功能，多種共價鍵連接方式如C-N、N-N、B-N、C-C及B-O等用來構建COF的骨架結構。這些化學鍵保證了合成出來的COF具有相對穩定的剛性結構和可設計性，特別是COF中共軛結構的存在可以使其具有特殊的熒光性質。目前基于熒光COF的合成和制備工作主要是通過使用不同的單體、改變單體之間的連接方式等來實現，存在的問題主要如下（參見M. S. Lohse and T. Bein, Adv. Funct. Mater.,2018, 28, 1705553; F. Beuerle and B. Gole, Angew. Chem., Int. Ed., 2018, 57,4850–4878; V. Nguyen and M. Grunwald, J. Am. Chem. Soc., 2018,140, 3306–3311.）：（1）單體合成步驟復雜、產率低，直接購買價格昂貴，不適合較大規模的生產；（2）合成條件較為苛刻，需要液氮、抽真空、火焰密封等，需要相對較高的溫度和壓力；（3）反應裝置為安瓿瓶，價格較高并且安瓿瓶是一次性的消耗品；（4）合成出來的COF需要在真空條件下干燥，熱穩定性、溶劑穩定性差、熒光弱。因此，發展一種簡單、有效且成本低廉的方法來合成COF材料，并研究其相關性能，無論是對于基礎科學研究還是實際應用均具有重要的現實意義。

但是，由于受限于有機反應種類和單體類型，COF的簡便高效合成面臨諸多挑戰，并且通過前期文獻調研，我們發現目前尚無在常壓下通過簡單方法來合成熒光COF的公開報道。

發明內容

針對當前COF簡便合成面臨的技術問題，本發明提供新型COF及其合成方法，該方法可以在常壓下通過簡單回流的方式合成COF材料，通過設計使用高共軛的單體為原料，合成的COF具有高的熒光、良好的分散穩定性和高的比表面積，對酶、抗癌藥物具有高的負載量，具有低的細胞毒性，并且能顯著提高酶的利用率和藥物的治療效果。

本發明提供該COF材料的結構式。

本發明提供該COF材料單體的制備方法。

本發明提供該COF材料負載酶、藥物的方法。

本發明也提供了該COF材料在負載生物酶、抗癌藥物方面的應用。

本發明為了實現上述目的所采用的技術方案為：

一種共價有機框架材料，結構式為：

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