[发明专利]荧光性聚萘及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于分析化学领域，具体涉及发光性的聚萘及其合成方法与探测铁离子浓度的用途。

背景技术

在稠环芳烃聚合物中，聚萘是研究得最早、最具应用前景的聚合物之一。聚萘的合成可以追溯到上世纪60年代，那时，日本科学家Kovacic Peter在使用Lewis酸如FeCl₃(Kovacic P，Koch F W.Polymerization of benzene to p-Polyphenyl by ferric chloride.J.Org.Chem.，1963，28(7)：1864-1867)、MoCl₅(Kovacic P，Lange R M.Polymerization of benzene to p-polyphenylby molybdenum pentachloride.J.Org.Chem.，1963，28(4)：968-972)、AlCl₃-CuCl₂(Kovacic P，Kyriakis A.Polymerization of benzene to p-Polyphenyl by aluminum chloride-cupric chloride.J.Am.Chem.Soc.，1963，85：454-458)等为催化氧化剂对苯进行氧化脱氢缩聚获得聚苯的基础上，又率先使用这一方法通过FeCl₃催化氧化合成了聚萘(Kovacic P，Koch F W.Couplingof naphthalene nuclei by lewis acid catalyst-oxidant.J.Org.Chem.，1965，30：3176-3181)。不过，如此获得的聚萘分子量很低，还不能算是真正意义上的聚合物。与其说是合成了聚萘，倒不如说是发明了二联萘和三联萘制备的新工艺，因为就获得二联萘和三联萘而言，该合成方法与当时合成步骤最多可达11步的二联萘和三联萘制备工艺相比具有明显的优势。现在人们所言的聚萘，已不再是这种低分子量的齐聚萘，其合成手段也更趋多样化，如电化学合成方法近年来也被广泛采用(Hara S，Toshima N， Electrochemical polymerization ofnaphthalene using a composite electrolyte of aluminum chloride and

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种发射荧光性的聚萘及其合成方法，将其用作铁离子探测的荧光化学传感器。

本发明采用化学氧化法在硝基烷烃体系中，以路易斯酸为催化氧化剂将白色的片状结晶态萘单体通过一步法聚合成深色的无定型态粉末状聚萘。这种聚萘是一种具有高度共轭结构的聚合物，其分子中富含流动性电子，且这种电子极易与亲电子分析质作用，使其荧光猝灭，从而建立起铁离子荧光化学传感器。本发明采用的具体技术方案如下：

一种荧光性聚萘，其结构式如下：

其中，m和n均为整数，且m+n＝1～27。

上述荧光性聚萘的制备方法，包括步骤：将萘单体与路易斯酸在有机溶剂中发生聚合反应，反应结束后，所得沉淀物经过滤、洗涤、烘干后获得聚萘粉末。

较佳的，萘单体在有机溶剂中的浓度为20mM～80mM。

较佳的，路易斯酸与萘单体的摩尔比为3∶1～15∶1；优选为3～5∶1，更优选为5∶1。

较佳的，聚合反应时间为1～50小时；聚合反应温度为10～80℃，优选为30～70℃。

所述路易斯酸选自三氯化铁、三氯化铝和五氯化钼，优选为三氯化铁。

所述有机溶剂选自硝基甲烷、硝基乙烷和乙氰，优选为硝基甲烷。

所述将萘单体与路易斯酸在硝基烷烃中发生聚合反应，具体步骤为：将路易斯酸和萘单体分别溶于有机溶剂中配成溶液，并分别于10～80℃(优选为30℃)下恒温后，再将所得溶液共混发生聚合反应。

本发明所提供的上述荧光性聚萘是在有机溶剂中采用化学氧化聚合的方法合成得到。反应结束后，所得沉淀物经过滤、洗涤(以除去反应副产物、未反应的单体)，特别注意洗涤残留的氧化剂产物。所得粉末烘干后即得产品聚萘。

具体的，所述沉淀、洗涤的过程包括步骤：将所得沉淀物用乙醇洗涤至洗涤液无色，再用去离子水洗涤至中性；然后用盐酸处理沉淀物2～3次，用去离子水洗涤至中性；然后再将沉淀物加入氨水溶液中搅拌处理，离心分离，所得固体用去离子水洗涤至中性。