[发明专利]水溶性萘酰亚胺类荧光聚合物及其合成和用途

说明书

技术领域

本发明主要应用于氟离子识别领域，特别是涉及到水溶性萘酰亚胺类氟离子荧光化学传感器及其合成方法和用途。

背景技术

氟是作为人体内重要的微量元素之一，与人体生命活动及牙齿、骨骼组织代谢密切相关：少量氟可以促进牙齿珐琅质对细菌酸性腐蚀的抵抗力，防止龋齿；氟是生物钙化作用所必需的物质；氟能促进肠道对铁的吸收有利于防治贫血。但过量长期摄入过量的氟常常可以导致慢性氟中毒，相对轻度者早期表现为氟斑牙,重者则引起氟骨症。因此，对于氟离子快速、简便的检测越来越受到人们的重视。

荧光化学传感器能够将分子识别的信息转换成能被感知的荧光信号，具有高度灵敏性、快速检测，检出限量低等特点，可广泛应用于生物化学、细胞生物学和分析化学等相关领域。

萘酰亚胺（NDI）类化合物具有色彩鲜艳、荧光强烈和热稳定性好等特性。其分子结构中具有较大的共轭体系，分子一端具有强烈的给电子基团，分子结构中存在很大吸-供共轭体系，处于这种体系中的电子很容易受到光的照射而发生跃迁从而产生荧光。此外NDI类化合物还具有高耐光性和很大的Stokes位移，且对pH不敏感，荧光量子产率高，具有显著的双光子跨越区等许多优点。NDI类化合物化学结构式如下：

以萘酰亚胺为发色团的氟离子荧光传感器报道目前比较多，例如我们课题组报导了一种以萘酰亚胺为发色团的化学反应型氟离子荧光化学传感器，这种传感器能够实现对氟离子裸眼快速识别，其选择性非常好并且其检测限达到了0.59×10^-6mol/L（Ren J, Wu Z, Zhou Y et al. Colorimetric fluoride sensor based on 1,8-naphthalimide derivatives[J]. Dyes Pigm.,2011,91：442-445.）。Duke等报导了一种以三氟甲基苯基脲基团作为氟离子识别基团的萘酰亚胺类氟离子荧光传感器，在紫外和荧光光谱下它表现出良好的选择性。（Duke R M, Gunnlaugsson T. 3-Urea-1,8-naphthalimides are good chemosensors: a highly selective dual colorimetric and fluorescent ICT based anion sensor for fluoride[J]. Tetra. Lett., 2011,52:1503–1505.）。Kim J. S.课题组报导了一种基于萘酰亚胺的高选择性的比色和双光子比率氟离子荧光传感器，其检测快捷、选择性高（Zhang J F, Lim C S, Bhuniya S, et al. A Highly Selective Colorimetric and Ratiometric Two-Photon Fluorescent Probe for Fluoride Ion Detection[J]. Org. Lett., 2011,5(13) 1190-1193.）。Gunnlaugsson小组（R. M. Duke and T. Gunnlaugsson, Selective fluorescent PET sensing of fluoride (F^?) using naphthalimide–thiourea and –urea conjugates[J]. Tetra. Lett., 2007, 48, 8043-8047）报导了以硫脲和脲为识别基团的低检测限的几种萘酰亚胺类氟离子荧光传感器。这些萘酰亚胺类氟离子传感器都具有选择性好、灵敏度高等特征，但是这些传感器因水溶性差只能识别有机相中的氟离子，存在一定的应用局限性。目前报导的绝大多数萘酰亚胺类氟离子荧光传感器都存在这一局限性。