[发明专利]一类具有聚集体荧光增强特性的苯并噁嗪类化合物的制备

说明书

技术领域

本发明涉及具有聚集体荧光增强特性的苯并噁嗪类化合物。

背景技术

苯并噁嗪类化合物是由酚类、伯胺和甲醛（多聚甲醛）通过Mannich缩合反应得到的六元杂环化合物，其反应条件温和，无需外加任何催化剂，反应时间较短且温度适中。通过灵活选择不同分子结构的酚、伯胺类中间体即可制备出具有不同特性的苯并噁嗪类衍生物。由于其特殊的物理性质使其在热和机型性能方面有着广泛的应用，而具有荧光特性的苯并噁嗪类衍生物的制备及其在荧光探针方面的应用还鲜有报道。

近年来基于荧光检测的方法获得由于其有较高的灵敏度和选择性。检测过程操作简便及相关检测仪器成本较低等特点，弥补了之前传统检测方法的很多缺陷，使其受到了较多的关注。传统有机荧光材料在聚集状态下的荧光淬灭严重阻碍了荧光探针的检测效果，“聚集诱导荧光增强”的概念是2001年由香港科技大学唐本忠院士首次提出的。他们发现物质在完全溶于溶液中时，荧光发射很微弱，而聚集态或固态时荧光发射增强。具有此特性的化合物在聚集态或固态下优异的荧光特性，为解决传统有机荧光材料在聚集状态下荧光淬灭问题开辟了一个全新的方向，实现了在高水体系或固相下作为检测探针的目的。

基于苯并噁嗪化合物的制备具的结构设计性强，原料选择面广及合成过程无需任何催化剂等特点，将具有聚集体荧光增强特性的发光基团引入反应底物，制备出一类具有荧光特性的苯并噁嗪化合物，应用为高水体系或固相下的裸眼识别荧光探针。

发明内容

技术说明：本发明的研究目的是利用苯并噁嗪高效无催化的制备方法，开发一类具有聚集体荧光增强特性的苯并噁嗪化合物并作为性能优良的裸眼探针。

技术方案：本发明中所涉及的荧光苯并噁嗪化合物的合成途径如下：

其中：1、R₁可以为荧光取代基、一个或多个H、卤原子、C₁-C₂₀的烷基（烷氧基）、C₁-C₂₀卤代烷基、羟基、硝基、氰基、酰胺基、酮基、氧膦基、磷酸酯基、磺酸酯基、单取代或多取代的芳基/杂环芳基等；

2、R₂NH₂ 为常见的伯胺类化合物，R₂可以是荧光取代基、C₁-C₂₀的烷基（烷氧基）、C₂-C₂₀卤代烷基、C₂-C₂₀氨代烷基、氨基、羟基、硝基、氰基、酰胺基、酮基、氧膦基、磷酸酯基、磺酸酯基、单取代或多取代的芳基/杂环芳基等, 或两种及两种以上伯胺类化合物的共混物；

3、R₁和R₂至少有一个是具有聚集态荧光增强特性的发光基团，n为1或者更大的正整数；

4、CH₂O为甲醛水溶液或多聚甲醛，或甲醛水溶液和多聚甲醛的共混物；

5、酚、伯胺、醛官能团的摩尔比为1：1：2，由于R₁和R₂的多元性，并不限定酚类、伯胺和醛的摩尔比；

6、化合物的制备方法分为：溶液法、本体法和悬浮法。溶液法中所用溶剂为甲苯、甲醇、乙醇、正丙醇、四氢呋喃(THF)、氯仿、聚乙二醇、环己烷、二氧六环、乙腈、二甲基亚砜(DMSO)、二甲基甲酰胺(DMF)等一种或多种混合溶剂。

用于固态探针的检测试纸，制备方式为如下步骤：

1）、配制出含荧光苯并噁嗪化合物的有机/水溶液；

2）、将裁剪成相应尺寸的定性试纸侵入所配制的溶液中；

3）、将滤纸置于阴凉处晾干。

技术优点：

1、原料简单易得，成本低廉。酚类和伯胺可修饰性强，大多可工业批量生产，甲醛水溶液或多聚甲醛均为易得的工业原料，具有潜在的工业化价值；

2、反应无需外加任何催化剂，工艺简单，可重复性优良；

3、作用于液相探针的同时也可用于固相检测，携带方便，颜色变化明显，具有潜在的应用价值。

附图说明

图1. 实施例2中，以氘代氯仿为溶剂的核磁氢谱。

图2. 实施例3中，随着苦味酸(PA) 水溶液的加入，荧光苯并噁嗪的小分子化合物在THF和水的混合溶液(V _THF/V _water=1/9)中的荧光发射光谱滴定图。