同步光稳定性共组装材料阵列及其在区分各类爆炸物中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种同步光稳定性共组装材料阵列及其在区分各类爆炸物中的应用，所述荧光传感阵列由一种以上的可对几类爆炸物进行荧光监测区分的有机荧光传感材料依次排列组成，每一种所述有机荧光传感材料均为由如式(I)和(II)所示的咔唑衍生物通过共组装得到。本发明专利技术的荧光传感阵列可以对几类爆炸物在ng级进行多次持续荧光检测区分，检测区分灵敏度高，且传感阵列的构成及操作更加简便，同时也可以排除多数有机溶剂的干扰，具有很强的实用性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
同步光稳定性共组装材料阵列及其在区分各类爆炸物中的应用


[0001]本专利技术属于有机半导体荧光纳米材料组成的荧光传感阵列领域，特别涉及基于咔唑分子的几种半导体材料的设计、合成、共组装荧光传感阵列和根据荧光传感阵列的荧光响应变化差异选择性实现对几类爆炸物进行持续多次准确区分。

技术介绍

[0002]在对环境、工业及其他领域安全控制等方面的关注驱使下，爆炸物荧光法检测取得了许多进展，包括在实际应用中的成功商业化。常规的爆炸物大致可以分为以下几类：硝基烷烃类(DMNB，NM)，硝基芳香化合物(DNT、TNT)，硝基胺类(RDX)，硝基酯类(PETN)，黑火药(S8)，过氧化物类(TATP)等。除了简单的检测外，对不同种类的爆炸物进行精确的识别也至关重要，而传感阵列作为一种应用广泛的区分手段，此类方法应用几类材料组装成传感阵列，例如比色传感阵列，加上辅助分析方法，在挥发性有机危害物、毒品等物质区分等方面已经取得了较大的进展。因此传感阵列可以作为一种很好地区分各类爆炸物的手段，基于荧光传感器阵列对爆炸物的类别进行了识别也一直在持续研究中。
[0003]荧光传感阵列区分爆炸物是基于荧光法检测爆炸物之上。荧光法检测区分爆炸物主要的原理是组成传感阵列的几种荧光分子材料与爆炸物分子之间发生不同程度的相互作用而使荧光材料产生不同的荧光变化信号，然后通过分析不同传感单元的荧光信号达到区分目的。首先，每一类爆炸物分子具有不同的化学性质。例如硝基芳香类爆炸物(DNT、TNT)，这类分子蒸气压较高，挥发性相对较好；芳香环上的硝基吸电子能力强，降低了分子的LUMO能量，以及芳香环的特殊性，此类爆炸物与荧光分子结合力强，容易夺取荧光分子激发态上的电子，使材料产生荧光猝灭信号，因此这一类爆炸物容易检测，研究得也比较多。而硝基胺类(RDX)和硝基酯类(PETN)爆炸物蒸气压低，挥发性差，并且这些分子给电子能力差，相对比较难检测。而S和过氧化物类爆炸物分子中因无发色团亦显得难检测。
[0004]近几年，利用荧光传感阵列检测区分爆炸物虽然取得了一些突破，但仍面临着巨大的挑战，比如识别能力有限，材料本身的发光效率较低，导致材料使用寿命有限，使用几次之后信号响应变弱，传感器阵列单元的光稳定性不一致也会导致后期误报。特别是，阵列单元的非同步荧光强度衰减(即光稳定性)不仅会缩短传感器阵列的寿命，而且由于使用时间过长，信号会发生变化，导致多次检测的可靠性问题。这些问题需要进一步加强改进。

技术实现思路

[0005]为了改善上述技术问题，本专利技术提供了一种共组装物，所述共组装物包含如式(I)和(II)所示的咔唑衍生物：
[0006][0007]所述式(I)和式(II)中，R1、R2、R4、R7相同或不同，彼此独立地选自
‑
(CH2)
x
’
‑
R8‑
R9，其中，x
’
为0、1或2，R8为亚芳基或卤代亚芳基，R9为H、
‑
COOR
10
、
‑
COR
10
、C2‑6炔基、C≡N或C3‑6烷基，R
10
为H、C1‑4烷基；
[0008]m为3
‑
40的整数；
[0009]R3、R5、R6相同或不同，彼此独立地选自C1‑
10
的直链或支链烷基、
‑
(CH2)
x
‑
R
11
‑
O
‑
R
12
、
‑
(CH2)
y
‑
R
11
‑
R
13
或
‑
(CH2)
z
‑
R
13
，
[0010]其中，x为0、1或2，y为0、1或2，z为1
‑
9的整数，R
11
为亚芳基或卤代亚芳基，R
12
为C1‑
10
的直链或支链烷基，R
13
为
‑
H、
‑
CHF2、
‑
CF3、C1‑
10
的直链或支链烷基、被CHF2或CF3取代的C1‑
10
的直链或支链烷基、C3‑
10
的环烷基、被CHF2或CF3取代的C3‑
10
的环烷基，
[0011]n为1～20的整数。
[0012]根据本专利技术的实施方案，所述共组装为有机
‑
有机共组装，是指两种有机物之间以分子间的相互作用作为连接力，如范德华力，进行共组装，属于超分子自组装。
[0013]本专利技术还提供一种荧光传感阵列，其中所述荧光传感阵列由一种以上的有机荧光传感材料依次排列组成，所述有机荧光传感材料由如式(I)和(II)所示的咔唑衍生物通过共组装得到。
[0014]根据本专利技术的实施方案，所述有机荧光传感材料可对多种爆炸物进行荧光监测区分。
[0015]作为优选，本专利技术所述荧光传感阵列由1～8种所述的有机荧光传感材料依次排列组成。
[0016]根据本专利技术的实施方案，所述荧光传感阵列中的有机荧光传感材料长度可调，相邻两个材料的间距可调。
[0017]根据本专利技术的实施方案，所述荧光传感阵列中，每种有机荧光传感材料的长度为3～20mm，优选为8～10mm；相邻两个有机荧光传感材料的间距为5～50mm，优选为15～20mm。
[0018]进一步优选地，R1、R2、R4、R7相同或不同，彼此独立地选自
‑
(CH2)
x
’
‑
R8‑
R9，x
’
为0或1；R8为亚芳基或卤代亚芳基(其中卤素选自氟、氯或溴)，例如卤代亚苯基，亚芳基，例如亚苯基或亚萘基；R9为
‑
COOR
10
、
‑
COR
10
、C≡N、C2‑6炔基，R
10
为C1‑4烷基；
[0019]还优选地，R1、R2、R4、R7相同或不同，彼此独立地选自下述八种基团中的一种：
[0020][0021]其中，上侧为连接位点。
[0022]优选地，R3、R5、R6相同或不同，彼此独立地选自C3‑
10
的直链或支链烷基、
‑
(CH2)
x
‑
R
11
‑
O
‑
R
12
、
‑
(CH2)
y
‑
R
11
‑
R
13
或
‑
(CH2)
z
‑
R
13
；
[0023]其中，x为0、1或2，y为0、1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种共组装物，其特征在于，所述共组装物包含如式(I)和(II)所示的咔唑衍生物：所述式(I)和式(II)中，R1、R2、R4、R7相同或不同，彼此独立地选自
‑
(CH2)
x
’
‑
R8‑
R9，其中，x
’
为0、1或2，R8为亚芳基或卤代亚芳基，R9为H、
‑
COOR
10
、
‑
COR
10
、C2‑6炔基、C≡N或C3‑6烷基，R
10
为H、C1‑4烷基；m为3
‑
40的整数；R3、R5、R6相同或不同，彼此独立地选自C1‑
10
的直链或支链烷基、
‑
(CH2)
x
‑
R
11
‑
O
‑
R
12
、
‑
(CH2)
y
‑
R
11
‑
R
13
或
‑
(CH2)
z
‑
R
13
，其中，x为0、1或2，y为0、1或2，z为1
‑
9的整数，R
11
为亚芳基或卤代亚芳基，R
12
为C1‑
10
的直链或支链烷基，R
13
为
‑
H、
‑
CHF2、
‑
CF3、C1‑
10
的直链或支链烷基、被CHF2或CF3取代的C1‑
10
的直链或支链烷基、C3‑
10
的环烷基、被CHF2或CF3取代的C3‑
10
的环烷基，n为1～20的整数。2.根据权利要求1所述的共组装物，其特征在于，所述共组装为有机
‑
有机共组装，是指两种有机物之间以分子间的相互作用作为连接力，进行共组装。3.一种荧光传感阵列，其特征在于，其中所述荧光传感阵列由一种以上的有机荧光传感材料依次排列组成，所述有机荧光传感材料由权利要求1
‑
2任一项所述的共组装物中所述式(I)和(II)所示的咔唑衍生物通过共组装得到。优选地，所述有机荧光传感材料可对多种爆炸物进行荧光监测区分。优选地，所述荧光传感阵列由1～8种所述有机荧光传感材料依次排列组成。优选地，所述荧光传感阵列中的有机荧光传感材料长度可调，相邻两个材料的间距可调。优选地，所述荧光传感阵列中，每种有机荧光传感材料的长度为3～20mm，优选为8～10mm；相邻两个有机荧光传感材料的间距为5～50mm，优选为15～20mm。优选地，R1、R2、R4、R7相同或不同，彼此独立地选自
‑
(CH2)
x
’
‑
R8‑
R9，x
’
为0或1；R8为亚芳基或卤代亚芳基，例如为卤代亚苯基，亚芳基，还例如为亚苯基或亚萘基；R9为
‑
COOR
10
、
‑
COR
10
、C≡N、C2‑6炔基，R

【专利技术属性】
技术研发人员：车延科，程传钦，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：