[发明专利]聚萘溶液荧光化学传感器及其应用

说明书

本案为以下专利申请的分案申请：

申请号：201110102136.X；

申请日：2011年4月22日；

发明名称：荧光性聚萘及其制备方法与应用。

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-polyphenyl by 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.Coupling of 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 of naphthalene using a composite electrolyte of aluminum chloride and copper(I)chloride.Chem.Lett.，1990，19：269-272；Huang Z M，Qu L T，Shi G Q，et al.Electrochemical polymerization of naphthalene in the electrolyte of boron trifluoride diethyl etherate containing trifluoroacetic acid and polyethylene Glycol oligomer.J.Electroanal.Chem.，2003，556：159-165)。可以说，聚萘的研究工作在经历了上世纪七八十年代的沉寂之后，最近又活跃起来。然而，各种不同合成方法虽都具有其独特优势，但也同时存在亟需解决的问题。如路易斯酸氧化脱氢缩聚法虽然操作简单，易于工业化生产，但目前还未获得一定高聚合度的聚萘。镍(II)络合物催化格氏试剂中介法虽然可以获得相对分子量较高的、结构确定的聚萘，但合成方法过程冗长，催化剂价格不菲。如何高效简单合成出一定聚合度的聚萘并拓宽其功能性是一个具有挑战性的工作。

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。