[发明专利]一种基于三足柱[5]芳烃的超分子聚合物及其制备和应用

说明书

本发明公开了一种基于三足柱[5]芳烃的超分子聚合物，是在H₂O‑DMSO体系中，以三柱[5]芳烃为主体，1,10‑二溴二吡啶盐为客体，主客体按1:3~1:3.2的摩尔比自组装络合而得。在H₂O‑DMSO体系中，该超分子聚合物能与Pb²⁺配位形成超分子聚合物的配合物SZP‑BG‑Pb，同时荧光强度减弱，因此可用于Pb²⁺的单一选择性荧光识别。在超分子聚合物的配合物SZP‑BG‑Pb中加入S^2‑，SZP‑BG‑Pb的荧光增强，因此可以选择性识别S^2‑。这种竞争性配位识别可以作为一种“ON‑OFF‑ON”式的荧光开关，在离子识别领域具有重要的应用价值。

本发明涉及一种基于三足柱[5]芳烃的超分子聚合物，尤其涉及一种以三足柱[5]芳烃为主体，以1,10-二溴二吡啶盐为客体，通过自组装络合而成的超分子聚合物；本发明还涉及该超分子聚合物在荧光识别Pb²⁺和连续性识别S^2-的应用，属于化学合成技术领域及离子检测技术领域。

背景技术

金属铅具有广泛的用途，主要用于制造铅蓄电池，铅合金可用于铸铅字，做焊锡，铅还用来制造放射性辐射、X射线的防护设备。铅及其化合物对人体有较大毒性，并可在人体内积累。铅的吸收甚缓，主要经消化道及呼吸道吸收，吸收后绝大部分沉积于骨中。沉积骨中的铅盐并不危害身体，中毒的深浅主要决定于血液及组织中的含铅量，血中铅含量如超过0.05-0.1mg%，即产生中毒症状。随着科技的进步，人们发明了荧光探针光学检测方法来实现对铅离子的检测。作为近年来新兴的研究方向相较于一些传统的分析检测方法，例如，气相色谱法、高效液相色谱法、激发拉曼光谱法、原子吸收光谱法等，荧光探针分析法都表现出了快捷性、操作简便性、经济实用性等优点，在生命科学和分析领域得到了广泛的应用。因此，发展一类简单的、高选择性、高灵敏性的受体分子识别铅离子变得非常重要。

硫是一种常见的无味无嗅的非金属，纯的硫是黄色的晶体，又称为硫磺。在自然界中它经常以硫化物或硫酸盐的形式出现，尤其在火山地区纯的硫也在自然界出现。对所有的生物来说，硫是一种重要的必不可少的元素，它是多种氨基酸的组成部分，由此是大多数蛋白质的组成部分。它主要被用在肥料中，也广泛地被用在火药、润滑剂、杀虫剂和抗真菌剂中。然而，硫与氢结成有毒化合物硫化氢后有一股臭鸡蛋味。硫燃烧时的火焰是蓝色的，并散发出一种特别的硫磺味（二氧化硫的气味）。硫不溶于水但溶于二硫化碳。因此，随着科技的进步，人们发明了荧光探针光学检测方法来实现对硫离子的检测，该方法操作简便，经济实用，在生命科学和分析领域得到了广泛的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于三足柱[5]芳烃的超分子聚合物及其制备方法；

本发明的另一目的是提供该超分子聚合物在单一选择性荧光识别Pb²⁺和连续性识别S^2-的应用。

一、基于三足柱[5]芳烃的超分子聚合物的制备

本发明基于三足柱[5]芳烃的超分子聚合物，是在H₂O-DMSO体系中，以三足柱[5]芳烃为主体，以1,10-二溴二吡啶盐BG为客体，主客体按1:3~1:3.2的摩尔比自组装络合而成。标记为SZP-BG。其中，H₂O-DMSO体系中，H₂O与DMSO的体积比为1:4~1:4.2。

主体三足柱[5]芳烃的合成：以二氯甲烷为溶剂，1,3,5-均苯三甲酰氯和柱[5]芳烃按1:3~1:3.5的摩尔比，于室温下反应10 ~12 h，抽滤，洗涤，干燥，即得三柱[5]芳烃，标记为SZP5。其分子式为：C₁₅₃H₁₆₈O₃₆N₆，结构式如下：

图1、图2分别为上述合成主体SZP5的氢谱图和质谱图，说明主体SZP5合成成功。