[发明专利]以噻吩基苯并噻唑衍生物为配体的磷光铱配合物及制备和应用

说明书

技术领域

本发明属于光电材料技术领域。具体涉及一类对汞离子有响应的铱配合物磷光材料。

背景技术

汞是对人体和环境最具威胁和毒害作用的金属元素之一，这是由于其具有持久性、易迁移性和高度的生物富集性；而且汞及汞盐在工业中使用很广，基于上述原因，环境中汞的检测引起人们的广泛关注，开发研制一种成本低、响应快、易实现、能应用于自然环境和生物体系的新型Hg²⁺检测手段显得尤为重要。乙腈又名甲基腈，无色透明液体，极易挥发，有类似于醚的特殊气味，有优良的溶剂性能，能溶解多种有机、无机和气体物质。有一定毒性，与水和醇无限互溶。乙腈急性中毒发病较氢氰酸慢，可有数小时潜伏期。主要症状为衰弱、无力、面色灰白、恶心、呕吐、腹痛、腹泻、胸闷、胸痛；严重者呼吸及循环系统紊乱，呼吸浅、慢而不规则，血压下降，脉搏细而慢，体温下降，阵发性抽搐，昏迷，可有尿频、蛋白尿等。迄今对于Hg²⁺的检测已经发展出多种方法，如原子吸收光谱、原子发射光谱等。然而这些方法有着很多缺点，如样品需要处理、检测不够快速、检测价格昂贵等。在许多重要的应用场合，人们迫切需要快速、准确、低成本并能选择性地分析检测汞的方法，而化学传感器能较好地满足以上要求。

化学传感器按检测信号可分为光化学传感器、电化学传感器、温度敏感化学传感器等。其中，荧光信号因其灵敏度高、易于传递和控制，可通过光纤实现远距离探测，受到了人们的青睐，近年来荧光化学传感器发展迅速。一个具实用价值的荧光化学敏感器可简单地分为如下的三个部分：

(1)外来分子的接受体部分，它负责识别和结合客体分子；

(2)敏感器在接受外来物种后将信息传输外出的报告器，它负责信号的产生；

(3)连接体部分也称隔离基团，它负责连接报告器和接受体，实际上它还起到当外来物种进入接受体时引起发色体的发光特征发生变化的枢纽作用。

十分清楚，在荧光化学敏感器的研究中，敏感器的整体设计和合成占有重要的位置。对体系的正确设计与合成，将对敏感器的识别能力和灵敏度起到重要的作用。在荧光化学传感器中，作为报告器在信息输出上采用的发光形式可包括荧光强度的增强或减弱以及荧光峰值波长的位移等。从目前的情况看，作为信号报告器的化学物种数量非常有限。这大大妨碍了敏感器灵敏度的提高，急待发展新的品种。

近年来，以磷光重金属配合物为化学传感器引起了人们的很大兴趣，这是因为磷光重金属配合物具有以下几个特点，具有较高的光热稳定性；发射波长随所处环境的变化而发生变化；与有机荧光材料相比，磷光重金属配合物具有较大的stokes位移和较长的发射寿命，长的发射寿命有利于使用时间分辨技术使磷光信号与背景的荧光信号相区分。

铱的环金属化配体的化学结构决定了配合物的光物理和电化学性质，铱配合物由于其三线态寿命短，有较好的磷光性能，成为研究最多的金属配合物之一，如果配体含有某种金属离子的接受器，则该金属离子的存在会显著改变配合物的光物理和电化学性质。

发明内容

技术问题：本发明的目的在于提供一种以噻吩基苯并噻唑衍生物为配体的磷光铱配合物及制备和应用，利用紫外吸收光谱、荧光发射光谱检测Hg²⁺的加入对光物理性质，以及对能量传递过程的影响。

技术方案：本发明的以噻吩基苯并噻唑衍生物为配体的磷光铱配合物，结构如式(I)：

其中R表示芳基、取代芳基、杂环芳基、取代杂环芳基、氢原子、卤原子、烷基、取代烷基、烷氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基、芳香氨基、脂肪氨基中的一种；L^Y是N-COOH类、8-羟基喹啉类、β-二酮类、N^NH其中的一种。

在式(I)中，芳基或取代芳基是苯、联苯、萘、苊、蒽、菲、芘、苝、芴、螺芴中的一种；杂环芳基或取代杂环芳基是吡咯、吡啶、呋喃、噻吩、咔唑、硅芴、磷芴、中的一种。芳基或杂环芳基的取代基为卤素、烷基、烷氧基、氨基、酯基、酰基、酰胺基、芳氧基、芳香基或杂环取代基中的一种。取代芳基或取代杂环芳基的取代基的个数为单个或多个。

上述以噻吩基苯并噻唑衍生物为配体的磷光铱配合物的制备方法，其特征是包括以下的步骤：

a、IrCl₃·3H₂O溶于水中，加入如式(1)所表示的含噻吩基苯并噻唑单元的荧光有机小分子和极性有机溶剂，在室温至150℃、N₂下避光反应12h至72h，得铱的二氯桥化合物；