[发明专利]一种用于二胺检测的AIE柱芳烃荧光探针及其制法与应用

说明书

本发明公开了一种用于二胺检测的AIE柱芳烃荧光探针及其制法与应用。所述柱芳烃荧光探针分子是先由官能化的柱[5]芳烃与喹啉‑丙二腈结构单元进行Knoevenagel缩合获得中间体，再进行水解反应所得到。本发明不仅很好地利用了柱芳烃空腔与客体之间的主‑客体作用，还在柱芳烃的两端引入了两个锚固基团。通过多个结合位点以及多种作用力协同作用，该AIE柱芳烃荧光探针可以从众多烷基化合物中选择性检测1,8‑辛二胺、1,10‑癸二胺和二胺基十二烷，且检测过程中具有操作简便、灵敏度高等特点，可用于环境监测、食品安全检测等。

技术领域

本发明属于有机合成以及分析检测技术领域，特别涉及一种用于二胺检测的AIE柱芳烃荧光探针及其制法与应用。

背景技术

烷基二胺是一类重要的工业原料，尤其是具有较长烷基链的二胺(C≥8)在精细化工领域具有十分广泛的应用(例如1,10-二氨基癸烷是合成尼龙-1010的重要中间体)。近年来，研究人员合成了大量可以检测烷基二胺的荧光传感器，但其中也有一个很明显的问题，那就是这些荧光传感器对具有不同烷基链长度的二胺的选择性不够高。(Strutt,N.；Forgan,R.；Spruell,J.；Botros,Y.；Stoddart,J.,Monofunctionalized Pillar[5]areneas a Host for Alkanediamines.J.Am.Chem.Soc.2011,133,5668-5671.)。这是因为所有的烷基二胺均属于同系物，它们的化学性质十分相似，主要的不同就表现在亚甲基的数量上，从而导致很难将它们区分开。因此研发一种可以选择性地检测特定烷基链长度的二胺的荧光探针成为迫切需求。

柱[5]芳烃具有结构刚性、易于功能化和良好的主客体性能等特点。目前，柱[5]芳烃功能化研究最广泛的策略之一是将其与聚集诱导发光(AIE)基团共价连接。大量具有AIE性质的柱[5]芳烃已经成功被用于气体吸附、离子或小分子检测、染料敏化太阳能电池和人工光收集等领域(Li,J.；Wang,J.；Li,H.；Song,N.；Wang,D.；Tang,B.,SupramolecularMaterials Based on AIE Luminogens(AIEgens):Construction andApplications.Chem.Soc.Rev.2020,49,1144-1172.)。因此，利用具有AIE性质的柱[5]芳烃来实现对客体的精准识别是一种具有较大应用前景的策略。

喹啉-丙二腈单元是一种良好的AIE构建骨架，在柱[5]芳烃中引入该基团可以很好地提升柱芳烃的荧光性质。其次，通过在柱芳烃的两端引入两个特定的锚固基团可以使主、客体在结合过程中不只有柱芳烃空腔与客体之间的相互作用，两个锚固基团还能提供两个额外的相互作用力来提高两者的结合能力。通过多个结合位点以及多种作用力协同作用便可实现对特定二胺的选择性检测。

发明内容

本发明的目的是针对烷基二胺荧光探针种类稀少、选择性差以及灵敏度低的不足，设计合成了一种用于二胺检测的AIE柱芳烃荧光探针。

本发明的目的通过如下技术方案实现。

本发明提供的一种用于二胺检测的AIE柱芳烃荧光探针分子，其结构式为：

本发明提供的一种合成上述AIE柱芳烃荧光探针分子的方法，包括以下步骤：

(1)以化合物1为起始原料，与2-噻吩硼酸在催化剂作用下发生Suzuki偶联反应生成化合物2；

(2)化合物2与N,N-二甲基甲酰胺在催化剂作用下发生甲酰化反应生成化合物3；

(3)化合物3与四乙基氢氧化铵发生水解反应生成化合物4；

(4)化合物4与溴乙酸乙酯发生Williamson反应生成化合物5；

(5)以2-甲基喹啉为起始原料，与溴乙酸乙酯发生取代反应生成化合物6；