專利名稱：含噻吩基苯并噻唑單元的熒光材料的制備及應用方法
技術領域：
本發明屬于光電材料技術領域。具體涉及一類對汞離子有響應的熒光材料。
背景技術：
汞是一種重金屬元素，以多種形態(游離態、無機和有機汞)存在于自然界中。汞離子(Hg2+)比亞汞離子(Hg+)更為常見，具有很強的腐蝕性和致癌性，是常見的環境污染物之一。有機汞(特別是甲基汞)可以在海洋生物體內累積，能通過食物鏈轉移到人體內，導致大腦損傷和其它慢性疾病。因此，汞離子作為一種水體污染物得檢測就顯得非常重要。目前很多分析方法已被用來測定汞離子，如原子吸收光譜法、電感耦合等離子體質譜法、原子熒光光譜法、電感耦合等離子體原子發射光譜法、電化學方法以及紫外可見光譜法等。盡管這些方法的靈敏度比較高，但都具有檢測成本高、樣品前處理復雜、費時、不適用于實時和現場檢測等缺點。由于熒光探針在靈敏度、檢測成本等方面具有絕對優勢。鑒于熒光法的上述優點，用于檢測金屬離子的熒光探針被廣泛研究，眾所周知，金屬離子熒光探針的靈敏度和選擇性取決于其金屬離子的響應基團。目前為止，許多種類的有機小分子、寡核苷酸、蛋白質、DNAjP DNA酶都曾作為熒光探針的汞離子響應基團，但大多數的探針都存在熒光淬滅， 水溶性差以及選擇性和靈敏度低等弊端，故而無法成功應用于生物模型中的汞離子檢測。其中只有為數不多的幾個有機小分子熒光探針實現了生物模型的汞離子熒光成像。研究發現這幾個熒光探針存在共性，都是基于Hg2+與S原子或N原子之間的共價/非共價相互作用，以達到很好的檢測功能。
發明內容
技術問題本發明的目的在于提供一種含噻吩基苯并噻唑衍生物的小分子熒光光電材料的制備和應用方法，利用紫外吸收光譜、熒光發射光譜檢測Hg2+的加入對光物理性質，以及對能量傳遞過程的影響。技術方案本發明的含噻吩基苯并噻唑單元的熒光小分子材料，結構如式(I)
權利要求
1. 一種含噻吩基苯并噻唑單元的熒光材料，其特征在于該熒光材料為下述式(I)通式的化合物式⑴其中R表示芳基、取代芳基、雜環芳基、取代雜環芳基、氫原子、鹵原子、烷基、取代烷基、烷氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基、芳香氨基或脂肪氨基中的一種。
2.根據權利要求I所述的含噻吩基苯并噻唑單元的熒光材料，其特征在于在式(I)中， 芳基或取代芳基是苯、聯苯、萘、苊、葸、菲、芘、茈、芴或螺芴中的一種；雜環芳基或取代雜環芳基是吡咯、吡啶、呋喃、噻吩、咔唑、硅芴、磷芴、喹啉、異喹啉、酞嗪、嘧唆、噠嗪、吡嗪、吩噻嗪、吖啶、吖啶酮、吲哚、噻唑、二唑、三唑、苯并二唑或苯并噻唑中的一種；芳基或雜環芳基的取代基為齒素、燒基、燒氧基、氣基、輕基、疏基、酷基、酸基、酸胺基、氰1基、芳氧基、芳香基或雜環取代基中的一種；取代芳基或取代雜環芳基的取代基的個數為單個或多個。
3.—種如權利要求I或2所述含噻吩基苯并噻唑單元的熒光材料的制備方法，其特征是該方法包括以下合成步驟DR-X與含有Y取代基的噻吩衍生物通過烴基化反應、Ullmann反應、Suzuki偶聯反應或格式試劑反應制得一類如式(I)所示的含R取代的噻吩衍生物；2)如式(I)所示的含R取代的的噻吩衍生物與甲酰化試劑反應，得到一類如式(2)所示含R取代的噻吩甲酰衍生物；或R_X與含有Y取代基的噻吩甲酰衍生物通過烴基化反應、Ullmann反應、Suzuki偶聯反應或格式試劑反應得到一類如式(2)所示含R取代的噻吩甲酰衍生物；3)將含R取代的噻吩甲酰衍生物溶于極性溶劑中與鄰胺基苯硫酚在室溫到150°C下進行成環反應，反應12h至72h，制得一類如式(3)所示的含噻吩基苯并噻唑單元的熒光有機小分子材料。
4.根據權利要求3所述的含噻吩基苯并噻唑單元的熒光材料的制備方法，其特征在于所述的R所代表的化合物是芳基、取代芳基、雜環芳基、取代雜環芳基、氫原子、鹵原子、烷基、取代烷基、烷氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基、芳香氨基或脂肪氨基；所述的芳基是苯、聯苯、萘、危、葸、菲、花、花、荷或螺芴；雜環芳基是吡咯、吡唳、呋喃、噻吩、咔唑、硅芴、磷芴、喹啉、異喹啉、酞嗪、嘧啶、噠嗪、吡嗪、吩噻嗪、吖啶、吖啶酮、吲哚、噻唑、二唑、三唑、苯并二唑或苯并噻唑；X代表氫原子或鹵原子；Y代表硼酸酯、硼酸或鹵原子。
5.根據權利要求3所述的含噻吩基苯并噻唑單元的熒光材料的制備方法，其特征在于步驟2)所述的甲酰化試劑是甲酰胺、N，N-二甲基甲酰胺DMF、N-甲基-N-苯基甲酰胺、鹵甲酰、N-甲酰嗎啉、1，I- 二氯丙酮或1，I- 二氯甲丁酮。
6.根據權利要求3所述的含噻吩基苯并噻唑單元的熒光材料的制備方法，其特征在于步驟3)所述的成環反應用量是，按摩爾數計算，含甲酰基的噻吩衍生物I份，有機溶劑 5-100份，鄰氨基苯硫酚I份；其中極性溶劑是N，N-二甲基甲酰胺DMF、二甲基亞砜DMS0、 四氫呋喃THF、N, N- 二己基甲酰胺、N, N- 二甲基乙酰胺DMA。
7.一種含噻吩基苯并噻唑單元的熒光材料的應用方法，其特征在于噻吩環及苯并噻唑環上的硫原子有良好的Hg2+識別能力；向溶液中不斷加入Hg2+，噻吩環及苯并噻唑環上的硫原子作為結合位點與Hg2+結合；這導致小分子熒光材料的光譜發生變化，從而使該類材料在有機溶劑中對Hg2+有很好的選擇性識別作用。
全文摘要
本發明涉及一類含噻吩基苯并噻唑單元的熒光小分子材料及其對Hg2+的檢測。本發明中的含噻吩基苯并噻唑單元的熒光小分子材料，結構可由式(I)表示。其中R表示芳基、取代芳基、雜環芳基、取代雜環芳基、氫原子、鹵原子、烷基、取代烷基、烷氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基、芳香氨基、脂肪氨基中的一種。本發明的含噻吩基苯并噻唑單元的熒光小分子材料，可用于汞離子的檢測，由于Hg2+與熒光小分子材料中噻吩基苯并噻唑單元的配位作用，通過對熒光小分子材料的光物理、電化學和傳感性能的影響，從而實現對Hg2+的高選擇性、高靈敏度、快速響應的識別。式(I)
文檔編號C09K11/06GK102584808SQ20111044117
公開日2012年7月18日 申請日期2011年12月26日 優先權日2011年12月26日
發明者張彬, 梅群波, 王玲霞, 翁潔娜, 郭遠輝, 顏芳, 黃維 申請人:南京郵電大學