[发明专利]一种蒽基氢键分子折叠材料的制备及应用

说明书

一种蒽基氢键分子折叠材料的制备方法及其在荧光识别中的应用，具体涉及一种蒽基氢键化合物的合成和组装及其对氯离子的识别。所述目标化合物由1‑蒽酚、氯代一缩乙二醇和羰基二咪唑活化的异庚基异胞嘧啶为原料经过数步反应生成。目标分子通过四重氢键和pi‑pi堆积作用正交自组装成分子折叠结构，并因pi‑pi堆积作用导致折叠体荧光淬灭。而在加入氯离子后，氢键被破坏，组装体解离，形成Turn‑on模式荧光识别。本发明的有益效果如下：选取特定长度一缩乙二醇连接基，为蒽环与UPy的pi‑pi堆积作用创造可能，并进一步组装成分子折叠探针材料；蒽基氢键分子制备简单，利用超分子手段得到功能组装体进一步简化了合成难度；对氯离子的识别属于Turn‑on模式，灵敏度高。

技术领域

本发明属于氢键材料的合成领域，具体涉及一种蒽基氢键折叠体材料的制备方法及其荧光识别性能的研究。

背景技术

氢键在材料中的应用十分广泛。受DNA碱基对的启发，多重氢键能够在材料中发挥更大的功能。目前应用最多的是基于UPy的四重氢键单元，其通过氢键进行自身二聚的模式如下：

虚线代表氢键；其中R基团为甲基，乙基，丁基，异庚基，十一烷基等。

蒽类化合物作为一种稠环芳烃，是重要的化工原料和中间体。而且蒽作为优异光生色团，它所特有的平面大刚性分子结构，使其不仅拥有较高的发光能力和发光效率，而且还能提供芳香平面与其它平面基团进行pi-pi堆积。蒽基的结构如下：

在本发明中，我们创新性地将UPy和蒽基用特定长度的连接基连接起来，通过四重氢键和pi-pi堆积作用制备对应折叠体，并应用于氯离子的荧光识别中。

发明内容

本发明的目的旨在合成一种蒽基氢键分子，并通过四重氢键和pi-pi堆积作用正交自组装成超分子折叠体。

本发明的目的进一步涉及蒽基氢键分子折叠材料在荧光识别领域中的应用。

本发明所述化合物为蒽基氢键分子，记为化合物M1，其化学结构式如下：

本发明创新性地将UPy和蒽基用特定长度的连接基连接起来，所用连接基为一缩乙二醇基，其能保证有效的pi-pi堆积作用以形成折叠结构。

进一步，所述蒽基氢键分子的合成路线如下：

本发明所述蒽环氢键超分子化合物M1的合成方法，具体步骤如下：

化合物1的合成：以1-氨基蒽醌为原料，10％NaOH溶液为溶剂，Zn粉还原，氮气氛围下85℃反应24h。反应毕，洗涤，重结晶，得红色固体化合物1。

进一步，化合物2的合成：以化合物1为原料，用亚硫酸氢钠还原，反应毕，加入KOH溶液，然后经酸中和，最后用乙醇精制，得到土黄色固体粉末化合物2。

进一步，化合物3的合成：以化合物2、2-氯乙氧基乙醇为原料，DMF为溶剂，N₂氛围下加热至80℃反应12h。反应毕，采用不与DMF相溶的有机溶剂进行萃取，静置分层，得到的萃取层，干燥，过滤，旋蒸，得黄绿色粘稠液化合物3。

进一步，化合物4的合成：，以化合物3、对甲基苯磺酰氯为原料，N₂氛围下，在4-二甲氨基吡啶催化下，二氯甲烷作溶剂，室温搅拌6-12h。反应毕，萃取、水洗、得到黄色粘稠液化合物4。

进一步，化合物5的合成：以化合物4、邻苯二甲酰亚胺钾为原料，N₂氛围下，DMF作溶剂，120℃搅拌12h。反应毕，萃取、水洗、干燥、过滤、柱层析，得到黄色固体粉末化合物5。