[发明专利]一种基于点击化学的具有钾离子选择性的功能化高分子传感材料及其应用

摘要

本发明公开了一种基于点击化学的具有钾离子选择性的功能化高分子传感材料及其应用。这种通过Huisgen环加成反应（俗称“点击化学”）固定在叠氮基团修饰的聚氯乙烯基质上的载体可运用于制备电化学和光学传感器。聚合物中三唑连接环的形成会降低功能化聚氯乙烯的溶解性。由塑化的功能聚合物制备的固相电极在10-6至10-1M范围内对钾离子有能斯特响应且具有很好的选择性。由于钾离子载体的固定，固相传感膜的使用寿命延长。本发明的功能化聚合物加上显色离子载体ETH 5294也可运用于制备光学传感膜。此光极的测量范围以及离子选择性可与离子选择性电极匹敌。

主权项

一种基于点击化学的具有钾离子选择性的功能化高分子传感材料，其特征在于，它由如下步骤制备得到：(1)聚氯乙烯的活化：将聚氯乙烯与叠氮化钠按摩尔比1:(1~3)混合，在溶剂中、惰性气氛保护、70~80℃条件下，搅拌反应12~48小时后，冷却到室温，过滤得滤饼经洗涤、干燥得到白色固体I；(2)载体的合成和固定化：(2a)将对溴苯甲醛、对甲基苯磺酸和原甲酸三甲酯按摩尔比1：(2~2.1)：2混合，溶于有机溶剂中，回流反应至反应完全，反应液用弱碱性水溶液猝灭，浓缩反应液，再用乙酸乙酯萃取，合并有机相，干燥，得到无色透明液体I；(2b)将步骤(2a)得到的无色透明液体I和硼酸三异丙酯按摩尔比1:3~4混合，溶于有机溶剂，惰性气氛保护、‑78~‑85℃、搅拌条件下，滴加正丁基锂，正丁基锂与步骤(2a)得到的无色透明液体I的摩尔比为6~7:1，滴加完毕后在‑85～‑80℃下保温至反应完全，用水猝灭，蒸去有机溶剂，水相调节pH值至14，加入乙酸乙酯萃取水相中的杂质，水相调节pH值至1，析出白色固体II；(2c)将步骤(2b)得到的白色固体II、4‑溴‑苯并18‑冠‑6醚和四三苯基膦钯按质量比3:5:1.5混合，惰性气体保护下，加入THF和甲苯的混合溶液以及Na2CO3水溶液，80℃下回流反应至反应完全，反应液用水猝灭，加入乙酸乙酯萃取，取有机相用无水Na2SO4干燥，旋干反应液，重结晶得淡黄色固体III；(2d)将步骤(2c)得到的淡黄色固体III，用有机溶剂溶解，冰水浴、搅拌条件下，加入NaBH4，NaBH4的加入质量为淡黄色固体III的95~105%，室温下反应至反应完全，在冰水浴下用水猝灭，旋去有机溶剂，再用乙酸乙酯萃取，取有机相用无水Na2SO4干燥，旋干反应液，用二氯甲烷溶解，使用硅胶柱分离纯化得白色固体IV；(2e)在冰水浴下，将DMF和NaH混合，搅拌条件下，加入步骤(2d)得到的白色固体IV的DMF溶液，NaH与白色固体IV的摩尔比为(5~6):1，搅拌20~30min，继续加入氯丙炔，氯丙炔与NaH的摩尔比为1:(1~1.5)，室温下过夜反应至反应完全，反应液在冰水浴下用水猝灭，加入乙酸乙酯萃取，取有机相，多次水洗除去DMF，有机相用无水Na2SO4干燥，旋干溶液，用CH2Cl2溶解，使用硅胶柱分离纯化后得到淡黄色固体PBC；(2f)将淡黄色固体PBC溶于溶剂中，搅拌条件下加入步骤(1)得到的白色固体I、CuSO4和抗坏血酸，PBC、白色固体I、CuSO4和抗坏血酸的质量比为1:(10~15):3.5:12.5，反应8~12小时，停止反应，过滤，滤饼用甲醇洗涤，再用THF溶解，过滤除去不溶杂质，在滤液中加入甲醇，再过滤，将滤饼用甲醇洗涤，减压干燥得最终产物基于点击化学的具有钾离子选择性的功能化高分子传感材料。