[发明专利]检测芳香胺水溶液的荧光共轭高分子传感体系、制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种检测芳香胺水溶液的荧光共轭高分子传感体系、制备方法及应用。通过Sonogashira偶联反应合成了一种主链结构为芴基和对苯乙炔基共聚，且在侧链上具有两个悬垂的羧基和长烷基链的荧光共轭高分子，用于对芳香胺水溶液的快速响应和检测。本发明提供的高分子传感体系对其具有很高的选择性淬灭响应，这种选择性淬灭响应来源于聚合物主链结构上的芳香环与对苯二胺的π‑π作用以及羧基与氨基的协同作用。在荧光传感检测中，聚合物溶液与待检测有机胺水溶液等体积均匀混合，荧光响应即刻发生，检测过程迅速而高效。

技术领域

本发明涉及一种对芳香胺水溶液选择性响应的荧光共轭高分子及其制备方法，属于荧光传感材料技术领域。

背景技术

目前，人类工业活动中排放的含芳香胺及其衍生物的废水，比如对苯二胺（PPD）这一类在人造染发剂和凯夫拉纤维作前躯体的芳香胺，对于生态环境和人体健康的危害已经引起了人们的高度重视，必须严格加以监管。当前对人类生存环境中芳香胺的检测方法主要包括气相色谱分析，高效液相色谱法，气相-质谱联用分析法，但是这些常用的方法具有操作复杂、耗时长、待测样品预处理过程复杂等缺点。为了实现快速检测芳香胺的目的，近年来出现了毛细管电泳法，紫外光谱分析以及电化学法等。

荧光化学传感器由于具有高的灵敏度，低的检测限和操作简单的特点，成为了一个研究热点。然而，对于有机胺水溶液样品的荧光传感仍具有挑战性。在本发明作出之前，报道了一种应用于有机太阳能电池电极材料的聚合物（参见文献：Hui Jiang.; PrasadTaranekar.; John R. Reynolds.; Kirk S. Schanze. Angew. Chem. Int. Ed. 2009,48, 4313 – 4314），但具有相似结构的聚合物用于荧光传感检测还未见报道。

发明内容

本发明针对现有在芳香胺水溶液检测技术方面存在的不足，提供一种操作简便，效果明显的用于检测芳香胺水溶液的荧光共轭高分子传感体系、制备方法及其应用。

实现本发明目的的技术方案是提供一种检测芳香胺水溶液的荧光共轭高分子传感体系，它为侧链上具有两个悬垂的羧基和长烷基链的共轭高分子的DMF溶液，所述共轭高分子的结构式为：

。

所述溶液的浓度分别为5×10^-6 M和5×10^-5 M。

本发明技术方案中，制备如上所述的检测芳香胺水溶液的荧光共轭高分子传感体系的方法包括以下步骤：

（1）在无水无氧的条件下，按摩尔计，将一份2,5–二溴-对苯氧基二乙酸十二酯，一份9,9-二辛基-2,7-二炔芴，0.04份的碘化亚铜，0.07份三苯基磷二氯化钯加入至容器中，再加入30份经除水纯化处理的二异丙胺，247份经除水纯化处理的四氢呋喃；将混合物加热至85～95℃，搅拌，反应结束后，自然冷却至室温，抽滤，沉淀重结晶，得到浅黄色片状固体，记作PFPE-COOR：¹H NMR (400 MHz, CDCl₃, δ ppm): 7.5-7.7(m, 4H), 7.0-7.1(m, 4H),4.6-4.8(m, 4H), 4.15-4.30(m, 4H), 1.95-2.05(br, 4H), 0.5-1.75(m, 76H).。结构式为：

；

（2）按摩尔计，将一份PFPE-COOR，700份二氧六环和22.4份1M的四丁基氢氧化铵甲醇溶液加入到容器中，室温下搅拌后加入33份0.55M的高氯酸钠的水溶液继续搅拌，再将混合物沉淀重结晶，抽滤；将所得固体干燥得到黄色块状固体记作PFPE-COOH：¹H NMR (400MHz, DMSO): 7.0-8.1(m, 8H),4.5-5.0(m, 4H), 1.95-2.05(br, 4H),0.4-1.5(m, 30H),13.0-13.2(s, 2H).，结构式为：