[发明专利]一种溶致变色荧光化合物及其合成方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于荧光化合物的合成技术领域，具体涉及一种溶致变色荧光化合物及其合成方法和应用。

背景技术

近年来随着全球经济的迅猛发展进而给人类生存带来的负面因素也越来越严重，尤其是环境污染问题已成为当今社会亟需解决的一个重要社会问题。其中，水体、土壤以及大气的污染对人类的生活以及社会的可持续发展造成了极大的影响，造成以上三方面污染的主要因素是有机液体以及气体的泄露和排放，因此，对有机微环境快速准确的检测识别已引起了当今国内外科学工作者的广泛关注。我们知道这些有机小分子液体或气体化合物主要来源于化工生产、石油开采以及其它生产生活过程中，如何将这些种类繁多、结构各异的小分子化合物逐一识别进而采取相应的措施去治理是目前科学技术领域在不断研究的一个热点问题，同时也是一项极具挑战的任务。尤其对于一些结构和性质类似的有机液体或气体，很难采用同一种检测器将其分别区分。

Blanchard-Desce小组设计并合成了四种三苯胺类星型共轭化合物，该类化合物具有近红外双光子吸收功能，其荧光发射光谱中最强吸收峰的位置随溶剂极性的增强而逐渐发生红移，可作为一种双光子荧光探针实现对有机化学微环境的检测。Ihmels小组报道合成了一种N-酰脲基取代的蒽环类荧光化合物，该化合物具有较显著的溶致变色现象，从非极性溶剂环己烷到极性较强的质子性溶剂甲醇，其发射峰的范围在453～534，实现了对有机酸类、醇类和氟离子的检测。屈军乐小组设计合成了两种具有D-π-A结构的苯乙烯类化合物，其对溶液的极性、粘度和温度均有良好的传感能力，最强发射峰的范围为445～641nm，可作为一种较理想的溶致变色荧光探针材料。除了以上几例报道之外，还有一些通过物理的或化学的方法制备得到的系列可实现对有机微环境灵敏检测的传感器，然而这些传感器大多存在诸多限制，如可检测的种类较少以及对结构性质类似的待检测物难以区分等等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种溶致变色荧光化合物及其合成方法和应用。

本发明是通过以下技术方案来实现：

本发明公开了一种溶致变色荧光化合物，该荧光化合物的结构式如下：

其中，R₁为醛基、二氰乙烯基、氨基或氢原子；R₂为不同碳原子数的饱和烷烃基或含有胆固醇结构的烷烃基团。

本发明还公开了一种溶致变色荧光化合物的合成方法，包括以下步骤：

1)氩气保护下，取联萘二酚，用无水二氯甲烷溶解，注入吡啶，冰浴下滴加入三氟甲磺酸酐，室温下搅拌反应6～12h，用稀酸洗三次，碱水溶液洗两次，干燥后浓缩，用乙酸乙酯-石油醚体系柱分离，得到化合物1；

2)氩气保护下，向镁屑中滴加碘甲烷的乙醚溶液，回流1～2h，制得甲基碘化镁；将化合物1和二氯化镍溶于乙醚中，逐滴注入甲基碘化镁的乙醚溶液，回流反应12～24h；用氯化铵溶液淬灭反应，乙醚萃取，有机相干燥后浓缩，用石油醚体系柱分离，得到化合物2；

3)氩气保护下，将化合物2、N-溴代丁二酰亚胺和过氧化苯甲酰用四氯化碳溶解，回流反应5～10h；反应结束后将反应液浓缩，浓缩物用乙酸乙酯稀释后水洗三次，有机相干燥后浓缩，得到化合物3；

4)氩气保护下，将化合物3用二甲亚砜溶解，加入碳酸氢钠固体，加热至90℃，反应5～12h；反应结束后用乙醚稀释，有机相经水洗、干燥后浓缩，用乙酸乙酯-石油醚体系柱分离，得到化合物4；

5)氩气保护下，将(溴甲基)三苯基溴化磷和叔丁醇钾用四氢呋喃溶解，在-78℃下反应0.5～2h，向反应液中注入含有化合物4的四氢呋喃溶液，逐渐升温至0℃反应3～5h；用氯化铵水溶液淬灭反应，乙酸乙酯稀释，水洗有机相，干燥后浓缩，用乙酸乙酯-石油醚体系柱分离，得到化合物5；

6)将溴代烷烃或被胆固醇取代的溴代烷烃、对苯二酚和氢氧化钠固体用无水乙醇溶解，加热回流，反应12～24h；反应结束后冷却至室温，过滤得到棕色固体，然后用热甲醇洗涤，得到化合物6；

7)取化合物6、碘酸钾和碘单质，依次加入乙酸、硫酸和水，加热至80℃，反应12～24h；反应液冷却至室温，加入硫代硫酸钠水溶液除去过量的碘，过滤得到粗产品，用石油醚体系进行柱色谱分离，得到化合物7；