本发明专利技术涉及β‑咔啉‑萘酐杂交分子化合物、合成方法和应用。本发明专利技术的化合物根据分子杂交原理通过click反应将β‑咔啉衍生物和1,8‑萘酐荧光团相结合得到。在水相比例逐渐增加时，本发明专利技术化合物通过π‑π堆积作用开始聚集，并伴随着很好的荧光发射性质。当在合适溶液体系中加入金属离子后，化合物与金属离子发生配位，由于整体带有的正电荷的相互排斥从而使其在水相中进行解聚。
Molecular compounds, synthetic methods and applications of beta Carlin naphthalene anhydride
The invention relates to a hybrid molecule compound, synthetic method and application of beta carbazoline naphthalene anhydride. According to the principle of molecular hybridization, the compounds of the present invention are synthesized by click reaction by combining beta Caroline derivatives with 1,8 naphthalene anhydride fluorescent groups. When the water ratio increases gradually, the compounds of the invention begin to accumulate through the accumulation of PI 108 When metal ions are added into the appropriate solution system, the compounds coordinate with metal ions, and depolymerize in aqueous phase due to the repulsion of positive charges on the whole.
【技术实现步骤摘要】
β-咔啉-萘酐杂交分子化合物、合成方法和应用
本专利技术涉及基于β-咔啉-萘酐杂交分子化合物、合成方法及其应用。
技术介绍
有机发光材料在现代技术的发展过程中引起了科学家极大的兴趣，尤其是光电材料、光电子器件、光动力疗法、荧光传感器等方面，在现实生活中十分迫切需要固态高效发光材料。事实上，发光材料的荧光强度通常取决于有机化合物有序的内在结合。有机化合物的延伸聚集会产生两种拮抗效应：一方面，这促进了激子的快速迁移从而使荧光增强；另一方面，由于物理相互作用(π-π堆积、分子内或分子间的电荷转移、基态的复杂形成、激发态的反应等)，有利于分子的聚集从而使激发态的非辐射衰减，这是获得固态有机发光材料的一种巨大的挑战。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一类新型的β-咔啉-萘酐杂交分子化合物。基于上述目的，本专利技术提供的新型的β-咔啉-萘酐分子材料，其杂交分子的结构如式(I)所示：式(I)所示的化合物1-1、1-2、1-3为β-咔啉-萘酐杂交分子化合物。本专利技术的杂交分析化合物可采用click反应将β-咔啉单元通过三唑基团连接到萘酐结构上得到。本专利技术的杂交分子可在含水相的DMSO溶液体系中荧光发射峰位于460nm-550nm的青色-黄色荧光区域，荧光量子产率为0.8％-10％。经过荧光光谱及场发射电子扫描分析，本专利技术所述的杂交分子具有的AIE性能，可发展为新型AIE发光材。因此，更进一步的，本专利技术还提供了β-咔啉-萘酐杂交分子化合物作为荧光探针的应用。本专利技术的杂交分子化合物在合适溶液体系中具有聚集诱导荧光的性质。继续加入金属离子后，含有β-咔啉-萘酐杂交分子可在原溶液中发生解聚。本专利技术还提供了上述化合物制备用于检测金属离子荧光探针的应用。进一步可以用于检测饮用水、污水、食品或细胞中的金属离子，或者是饮用水、污水、食品或细胞经预处理后利于金属离子检测的物质。同时本专利技术还提供了上述化合物的金属离子配位化合物。所提供的金属离子配位化合物可作为荧光材料应用。本专利技术的金属离子包括Al3+、Cr3+、Fe3+或Hg2+等可与本专利技术的化合物发生配位的金属离子。附图说明图1为本专利技术化合物的荧光光谱图，其中A-C分别为化合物1-1(10μM)、1-2(10μM)和1-3(10μM)在不同水相比例的DMSO溶液中的荧光光谱，激发波长分别为350nm、370nm和450nm；D-F分别为化合物1-1、1-2和1-3相对应的固体荧光照片。图2为本专利技术杂交分子的场发射电子扫描图，其中A为化合物1-1在纯四氢呋喃溶液中的电子扫描图；B为化合物1-1在90％的水-四氢呋喃溶液中的电子扫描图；C为化合物1-2在纯四氢呋喃溶液中的电子扫描图；D为化合物1-2在90％的水-四氢呋喃溶液中的电子扫描图；E为化合物1-3在纯四氢呋喃溶液中的电子扫描图；F为化合物1-3在90％的水-四氢呋喃溶液中的电子扫描图。图3为本专利技术杂交分子发生解聚的场发射电子扫描图，其中A为化合物1-1在纯四氢呋喃溶液中的电子扫描图；B为化合物1-1在50％的水-四氢呋喃溶液中的电子扫描图；C为化合物1-1在50％的水-四氢呋喃溶液中加入3eqAl3+的电子扫描图；D为化合物1-2在纯四氢呋喃溶液中的电子扫描图；E为化合物1-2在50％的水-四氢呋喃溶液中的电子扫描图；F为化合物1-2在50％的水-四氢呋喃溶液中加入3eqAl3+的电子扫描图；G为化合物1-3在纯四氢呋喃溶液中的电子扫描图；H为化合物1-3在50％的水-四氢呋喃溶液中的电子扫描图；I为化合物1-3在50％的水-四氢呋喃溶液中加入3eqAl3+的电子扫描图。图4为本专利技术化合物1-1对Al3+的荧光响应图，A为化合物1-1(10μM)在DMSO(50％水)中与不同浓度Al3+反应后的荧光光谱图，激发波长为350nm。B为化合物1-1(10μM)在470nm与380nm处的荧光强度比值随Al3+浓度的变化所拟合的线性关系图。图5为本专利技术化合物1-1对Al3+响应的干扰图，A为化合物1-1(10μM)先加入不同种类金属离子(30μM，黑色)，继续加入Al3+(30μM，灰色)后发生反应的I470/I380相对荧光强度变化柱状图；B为在含有50％水的DMSO溶液中，化合物1-1(10μM)先加入Na2S作用后再加入3eq的金属离子反应后的荧光柱状图，λ＝350nm，狭缝为3nm和5nm。图6为本专利技术化合物1-1对生活污水中Al3+的应用研究图，A)化合物1-1(10μM)在DMSO/污水(1:1)测试体系和DMSO/纯水(1:1)测试体系中与Al3+反应后的荧光光谱图，激发波长为350nm。B)在不同测试中，化合物1-1(10μM)在470nm与380nm处的荧光强度Log比值随Al3+浓度的变化所拟合的线性关系图。图7为本专利技术化合物1-2对Al3+响应的荧光光谱图，A)化合物1-2(10μM)在DMSO(50％水)中与不同浓度Al3+反应后的荧光光谱图，激发波长为370nm。B)在含有50％水的DMSO溶液中，化合物1-1(10μM)先Na2S作用后再加入3eq的金属离子反应后的荧光柱状图，λ＝370nm，狭缝为3nm和5nm。图8为本专利技术杂交分子的核磁共振谱图，A)化合物1-1的1H核磁谱图，B)化合物1-1的13C核磁谱图，C)化合物1-2的1H核磁谱图，D)化合物1-2的13C核磁谱图。具体实施方案本专利技术的化合物根据分子杂交原理通过click反应将β-咔啉衍生物和1,8-萘酐荧光团相结合得到。即通过三唑基团将β-咔啉衍生物和萘酐衍生物在不同位点连接起来合成3个固态发光化合物1-1、1-2、1-3。其中作为反应原料的β-咔啉衍生物可以是：R1＝CH3，CH2CH3，Ar等；R2＝COOCH3，COOCH2CH3等；萘酐衍生物可以是：R＝CH3，CH2CH3，Ar等。本专利技术化合物制备更具体的操作可以是：反应原料混合制备反应体系，之后加入合适的催化剂在合理温度下反应后经分离纯化得本专利技术的化合物，或者将反应原料、合适的催化剂混合后在合理的温度下反应后经分离纯化得本专利技术的化合物。在水相比例逐渐增加时，本专利技术化合物通过π-π堆积作用开始聚集，并伴随着很好的荧光发射性质。当在合适溶液体系中加入金属离子(例如Al3+，Cr3+，Fe3+，Hg2+)后，化合物与金属离子发生配位，由于整体带有的正电荷的相互排斥从而使其在水相中进行解聚。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参考附图，对本专利技术进一步详细说明。实施例1：化合物1-1的合成取4-叠氮基-1,8-萘酐化合物252mg(1mmol)和9-丙炔基-β-咔啉化合物206mg(1mmol)溶解于40mL四氢呋喃中，得反应体系；将五水硫酸铜500mg(2mmol)和抗坏血酸352mg(2mmol)用蒸馏水溶解并迅速混合后加入到反应体系中，加热至60℃搅拌6h；待反应结束后，加入蒸馏水100mL，用二氯甲烷萃取5次，每次40mL，收集含有产物的二氯甲烷相得到粗产品用硅胶柱层析分离纯化，得到化合物1-1160mg，产率35％。用核磁共振氢谱(1HNMR)、核磁共振碳谱(13CNMR)以及高分辨质谱证实了本专利技术化合物的结构。检测所用仪器为BrukerAVIII-本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.β‑咔啉‑萘酐杂交分子化合物，其特征在于，所述化合物的结构式为：
【技术特征摘要】
1.β-咔啉-萘酐杂交分子化合物，其特征在于，所述化合物的结构式为：2.权利要求1所述的化合物的制备方法，其特征在于，制备方法包括采用click反应合成所述化合物。3.权利要求1所述化合物作为AIE发光材料的应用。4.权利要求1所述化合物制备用于检测Al3+、Cr3+、Fe3+或Hg2+的荧光探针的应用。5.一种金属离子检测方法，其特征在于，方法包括在含有水、有机溶剂、待测对象物和权利要求1所述化合物的体系中通过荧光检测金属...
【专利技术属性】
技术研发人员：李娜，张丹，刘耕途，安治远，王进义，王俊儒，
申请(专利权)人：西北农林科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61
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