[发明专利]一种pH传感荧光聚合物及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种pH传感荧光聚合物纳米纤维膜，其特征在于，包含pH传感荧光聚合物，所述的pH传感荧光聚合物由2-甲基丙烯酸2-[6-(4-甲基哌嗪-1-基)1,3-二氧代-2,3-二氢-1H-苯并[去]异喹啉-2-基]乙酯、甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸二甲胺乙酯聚合而成，

所述2-甲基丙烯酸2-[6-(4-甲基哌嗪-1-基)1,3-二氧代-2,3-二氢-1H-苯并[去]异喹啉-2-基]乙酯、甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸二甲胺乙酯聚合时的摩尔比为：2-甲基丙烯酸2-[6-(4-甲基哌嗪-1-基)1,3-二氧代-2,3-二氢-1H-苯并[去]异喹啉-2-基]乙酯：甲基丙烯酸丁酯：甲基丙烯酸二甲胺乙酯=1:4.5~5.5:3.8~4.2；

所述的pH传感荧光聚合物纳米纤维膜的制备方法包括如下步骤：

（1）将聚合物溶于二氯甲烷A中，制备溶液A；所述聚合物包含聚氧化乙烯、聚己内酯中的至少一种；

（2）将所述的pH传感荧光聚合物溶于二氯甲烷B中，制备溶液B；

（3）将溶液A和溶液B混合，搅拌0.5~1.5h，得到纺丝液；

（4）将纺丝液装入注射器中，由微量注射泵以0.8~1.2mL/h的流速推进，通过在注射器喷嘴和接地收集器之间施加18~22kV/15cm的压差，使喷出的纤维沉积下来，干燥成膜，得到所述pH传感荧光聚合物纳米纤维膜；

所述溶液A中，聚合物的浓度为8~12wt.%；所述溶液B中，pH传感荧光聚合物的浓度为8.5~11.5%；所述溶液A和溶液B的质量比为7~13:1。

2.如权利要求1所述的pH传感荧光聚合物纳米纤维膜，其特征在于，所述pH传感荧光聚合物的制备方法包括如下步骤：

（1）制备6-溴-2-(2-羟乙基)苯并[de]异喹啉-1,3-二酮，记作物质A；

（2）制备2-(2-羟乙基)-6-(哌嗪-1-基)苯并[去]异喹啉-1,3-二酮：将步骤（1）中的物质A和水合哌嗪加入到乙二醇单甲醚中，搅拌，回流，过滤，得到粗产物B’；通过从乙醇中重结晶，过滤，然后用二氯甲烷通过柱色谱法过柱纯化，干燥，得到2-(2-羟乙基)-6-(哌嗪-1-基)苯并[去]异喹啉-1,3-二酮，记作物质B；

（3）制备2-(2-羟乙基)-6-(4-甲基、哌嗪-1-基)苯并[去]异喹啉-1,3-二酮：将步骤（2）中的物质B和多聚甲醛加入甲酸中，搅拌，然后将甲酸旋干，将剩余固体加入盐酸中，搅拌，然后向溶液中加入碳酸钠，直至气泡消失，得到粗产物C’；将粗产物C’加入乙醇中回流，滤去不溶物，将滤液旋干，然后用二氯甲烷和甲醇的混合液通过柱色谱法干法过柱纯化，干燥，得到2-(2-羟乙基)-6-(4-甲基哌嗪-1-基)苯并[去]异喹啉-1,3-二酮，记作物质C；

（4）制备2-甲基丙烯酸2-[6-(4-甲基哌嗪-1-基)1,3-二氧代-2,3-二氢-1H-苯并[去]异喹啉-2-基]乙酯：将步骤（3）中的物质C溶于二氯甲烷中，然后向溶液中加入甲基丙烯酰氯和三乙胺，搅拌，然后用二氯甲烷萃取2~5次，将溶液旋干，得到粗产物D’；将粗产物D’用乙醇重结晶，冷却，过滤，干燥，得到2-甲基丙烯酸2-[6-(4-甲基哌嗪-1-基)1,3-二氧代-2,3-二氢-1H-苯并[去]异喹啉-2-基]乙酯，记作物质D；

（5）制备pH传感荧光聚合物：将物质D、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸二甲胺乙酯、偶氮二异丁腈加入N-甲基吡咯烷酮中，在-22~-18℃下抽换气3~5次，然后加热至60~80℃搅拌24~32h，过滤、干燥，得到所述pH传感荧光聚合物。

3.如权利要求2所述的pH传感荧光聚合物纳米纤维膜，其特征在于，所述物质A的制备方法为：将4-溴-1,8-萘二甲酸酐和乙醇胺加入乙醇中，搅拌，回流，过滤后，得到物质A’；然后将物质A’用甲醇和四氢呋喃的混合液重结晶，冷却，过滤，干燥，得到物质A。

4.如权利要求3所述的pH传感荧光聚合物纳米纤维膜，其特征在于，所述4-溴-1,8-萘二甲酸酐和乙醇胺的摩尔比为：1:1.8~2.2；在75~85℃下搅拌、回流18~22h；甲醇和四氢呋喃的体积比为1:0.5~1.5；在3~5℃下冷却8~12h；在40~60℃下真空干燥。

5.如权利要求2所述的pH传感荧光聚合物纳米纤维膜，其特征在于，所述步骤（2）中，物质A和水合哌嗪的摩尔比为1:1.5~1.7，在120~140℃下搅拌、回流10~14h；所述步骤（3）中，物质B和多聚甲醛的质量比为：10:1.8~2，在70~90℃下搅拌、回流22~25h，盐酸中HCl的浓度为2.7~3.3M，以100~120℃搅拌2.5~3.5h，二氯甲烷和甲醇的体积比为15:1；所述步骤（4）中，物质C和甲基丙烯酰氯的摩尔比为1:1.8~2.2，重结晶的产物在3~5℃下冷却8~12h。