[发明专利]一种具有聚集诱导发光增强效应的磺化芳基酚丙酮甲醛荧光聚合物及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于荧光聚合物技术领域，具体涉及一种具有聚集诱导发光增强效应的磺化芳基酚丙酮甲醛荧光聚合物及制备方法。

背景技术

有机荧光材料的发光现象是一个古老的研究领域，其基础理论和应用研究取得了巨大进步。目前，荧光材料在显示器领域、光电子器件领域、生物荧光探针领域都具有广泛的应用。具有代表性的荧光材料有稀土元素、有机化合物、半导体纳米晶发光材料，大多数荧光材料制备过程都是在有机溶剂中进行或是要用有机溶剂进行分散，制备条件苛刻、成本高、毒性大，生物相容性较差。水溶性荧光材料因其具有很好生物相容性，且制备过程在水体系中进行，体系稳定且毒性小，使其在生命科学领域及光电器件领域体现出广泛的应用前景，是当今荧光材料研究的热点方向之一。

在荧光材料的开发过程中，唐本忠等在2001年首次发现并报道了一类具有聚集诱导发光(aggregation-induced emission,AIE)性质的化合物(Chem.Commun.2001,1740)。与传统的聚集引起淬灭(aggregation-caused quenching,ACQ)现象相反，该类化合物在溶液态时发光很弱或不发光，而在固态时具有高的荧光量子产率。其中四苯基乙烯(TPE)是典型的这类AIE化合物，具有高荧光量子产率、易合成和易官能化的优点。近年来，大量高效的基于四苯基乙烯的AIE分子被报道并应用在有机发光二极和生物检测中，可见水溶性的具有AIE性质的化合物在有机发光器件、生物显影和生物探针(检测DNA、RNA、蛋白质等)等领域都具有广阔的应用前景。

磺化丙酮甲醛缩聚物(SAF)是一种被广泛应用于水泥减阻剂(CN91102863.3)，水泥减水剂(CN200810070587)以及水煤浆的分散剂。然而，其荧光性质却未见报道。本发明专利提出了一种全新结构的磺化苯酚丙酮甲醛水溶性荧光聚合物的结构及合成方法，通过引入苯酚提高聚合物荧光量子产率。

发明内容

为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种具有聚集诱导发光增强效应的磺化芳基酚丙酮甲醛荧光聚合物。

本发明的另一目的在于提供上述具有聚集诱导发光增强效应的磺化芳基酚丙酮甲醛荧光聚合物的制备方法。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种具有聚集诱导发光增强效应的磺化芳基酚丙酮甲醛荧光聚合物，所述聚合物的结构式如式(1)所示：

式(1)中，Ar是指单苯环或多苯环的芳基；R为卤素取代基、烷烃基、芳烃基、-OH、-CHO、-COOH、-NO₂、-NH₂、-CN、-OCH₃、-SO₃H或-SO₃Na；n、m和s为聚合度，取值为1～500。

优选地，所述聚合物的分子量为2000Da～100000Da。

上述具有聚集诱导发光增强效应的磺化芳基酚丙酮甲醛荧光聚合物的制备方法，包括如下制备步骤：

将酚类底物溶于质量浓度为1％～10％的碱类物质水溶液中，加入甲醛水溶液，升温至50～100℃反应0.5～5h；然后降低温度至50℃以下，加入丙酮和甲醛溶液，50～100℃加热反应0.5～5h；再往上述体系中滴加磺化剂饱和水溶液，在50～100℃温度下加热反应0.5～10h；反应液用酸调节pH＝1～7，经透析后冷冻干燥，得到具有聚集诱导发光增强效应的磺化芳基酚丙酮甲醛荧光聚合物。

上述制备方法中，各原料的摩尔份数优选如下：

所述的酚类底物(Ar)可以是单苯环的单酚、多酚，多苯环的联苯酚、萘酚、蒽酚中的一种或多种及其他复杂的含酚结构化合物。

所述的碱类物质优选为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠和碳酸钾中的一种或多种；所述的酸优选为盐酸、硫酸、硝酸和醋酸中的一种或多种。

所述的磺化剂为亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸氢钠和氨基磺酸中的一种或多种。

优选地，所述的透析是指用透析袋透析1～7天。

本发明的聚合物及制备方法具有如下优点及有益效果：

(1)本发明将酚类物质引入传统的磺化丙酮甲醛缩合物结构，获得一种水溶性荧光聚合物，原料便宜易得；

(2)本发明通过荧光发光机理的角度重新确定并提供了一种新型的具有聚集诱导发光增强效应(AIEE)的分子结构；

(3)本发明的荧光聚合物相对传统的SAF荧光量子产率更高，同时具有优异的水溶性；