[发明专利]一种金属离子及pH响应荧光扩链剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种金属离子及pH响应荧光扩链剂及其制备方法和应用，其制备方法是：1）以有机溶剂为反应介质，将罗丹明6G与炔丙胺进行反应，经后续处理得到中间体炔基修饰的罗丹明衍生物；2）在惰性气体的氛围中，在催化剂与还原剂的条件下，将中间体炔基修饰的罗丹明衍生物与双羟基叠氮化物于溶剂中进行点击反应，然后纯化处理，得到基于罗丹明衍生物的铁离子及pH响应荧光扩链剂。本发明的扩链剂具有能对铁离子进行选择的荧光响应、对pH的改变发生响应性的荧光、且响应荧光能在可见光范围内激发的特点，且荧光扩链剂结构新颖、制备工艺简单、产率高、生产成本低，适用于大规模生产。

技术领域

本发明涉及一种扩链剂及其制备方法和应用，特别是一种金属离子及pH响应荧光扩链剂及其制备方法和应用。

背景技术

聚氨酯是由含羟基的单体与含异氰酸酯的单体通过逐步缩聚而制得，其能改变缩聚单体的结构与性能获得功能各异的聚合物。这一特性使其在胶粘剂、密封胶、合成纤维、泡沫塑料、涂料、生物医学植入物及抗菌材料领域有广泛的应用。当在聚氨体系中引入不同的功能结构时，其将形成性能各异的功能聚氨酯，如在聚氨酯中引入荧光结构/基团时，可以获得荧光聚氨酯。基于聚氨酯的荧光材料在防伪技术、油墨、生命科学、信息储存和国防等领域有大量的应用。

传统的荧光聚氨酯通常是将无机或有机荧光染料分子和聚氨酯乳液共混制备得到，其存在染料与聚合物间相容性的问题，这会导致染料与聚合物的相分离、均匀性差及耐刷洗牢度等一系列问题。中国专利201511007331.9公开了一种基于吡咯并吡咯二酮衍生物的荧光聚氨醋乳液，中国专利201310092827.5公开了一种基于二异氰酸酯中发色团的荧光型水性聚氨醋，中国专利201710283423.2公开了一种聚丙烯酸醋/聚氨酯的荧光涂料，这些荧光基团都是共价键连接到聚合物分子链上，但这些荧光聚氨酯都是不具有刺激响应发光的特性。

近年来，能够对外界刺激产生响应的刺激响应聚合物

(Stimuli-responsive polymers)引起了科研工作者的高度关注。中国专利201610147116.7公开了一种pH响应的荧光聚合物，但这种荧光聚合物能对pH的变化产生响应并发出荧光。但这类聚合物的只能对pH产生响应。非刺激响应及刺激响应的相对单一都在一定程度上限制了荧光聚合物的应用。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种金属离子及pH响应荧光扩链剂及其制备方法和应用。本发明的扩链剂具有能对铁离子进行选择的荧光响应、对pH的改变发生响应性的荧光、且响应荧光能在可见光范围内激发的特点，且荧光扩链剂结构新颖、制备工艺简单、产率高、生产成本低，适用于大规模生产。

本发明的技术方案：一种金属离子及pH响应荧光扩链剂，所述扩链剂的化学结构式为下列三种中的任意一种：

一种前述的金属离子及pH响应荧光扩链剂的制备方法，包括如下步骤：

1)以有机溶剂为反应介质，将罗丹明6G与炔丙胺进行反应，在40～70℃反应12～48小时，过滤并重结晶，随后在40～70℃下干燥12～24小时，得到中间体炔基修饰的罗丹明衍生物。

2)在惰性气体的氛围中，在催化剂与还原剂的条件下，将中间体炔基修饰的罗丹明衍生物与双羟基叠氮化物于溶剂中进行点击反应，然后纯化处理，得到基于罗丹明衍生物的铁离子及pH响应荧光扩链剂。

前述的金属离子及pH响应荧光扩链剂的制备方法，步骤1)中，所述有机溶剂为乙醇、乙酸乙酯中的任一种；所述罗丹明6G与炔丙胺的摩尔比为1:1-1:8；所述重结晶是指采用甲醇或乙醇进行重结晶。

前述的金属离子及pH响应荧光扩链剂的制备方法，步骤2)中，所述纯化处理是指反应完成后，加入去离子水，静置，过滤，将沉淀重结晶，然后再过滤，干燥即可；所述重结晶是采用甲醇或乙醇进行重结晶，所述干燥的温度为35～60℃，时间为12～48小时。