一種溶致變色熒光化合物及其合成方法和應用技術

本發明專利技術公開了一種溶致變色熒光化合物及其合成方法和應用，屬于熒光化合物的合成技術領域。該類熒光化合物是將手性聯萘或單個萘環片段與側鏈修飾的對苯乙炔撐結構經Sono-gashira偶聯制備得到，具有較高的熒光量子產率和良好的光化學穩定性，其中烷基側鏈的引入很好的改善了其剛性共軛結構在常見有機溶劑中的溶解性。其中兩種化合物的熒光行為對有機液體具有極強的依賴性，特別是對于一些結構和性質類似的常見有機溶劑具有顯著的區分能力。該化合物的熒光發射波長幾乎覆蓋了整個可見光區，可作為一類非常理想的溶致變色熒光探針材料。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于熒光化合物的合成
，具體涉及一種溶致變色熒光化合物及其合成方法和應用。
技術介紹
近年來隨著全球經濟的迅猛發展進而給人類生存帶來的負面因素也越來越嚴重，尤其是環境污染問題已成為當今社會亟需解決的一個重要社會問題。其中，水體、土壤以及大氣的污染對人類的生活以及社會的可持續發展造成了極大的影響，造成以上三方面污染的主要因素是有機液體以及氣體的泄露和排放，因此，對有機微環境快速準確的檢測識別已引起了當今國內外科學工作者的廣泛關注。我們知道這些有機小分子液體或氣體化合物主要來源于化工生產、石油開采以及其它生產生活過程中，如何將這些種類繁多、結構各異的小分子化合物逐一識別進而采取相應的措施去治理是目前科學
在不斷研究的一個熱點問題，同時也是一項極具挑戰的任務。尤其對于一些結構和性質類似的有機液體或氣體，很難采用同一種檢測器將其分別區分。Blanchard-Desce小組設計并合成了四種三苯胺類星型共軛化合物，該類化合物具有近紅外雙光子吸收功能，其熒光發射光譜中最強吸收峰的位置隨溶劑極性的增強而逐漸發生紅移，可作為一種雙光子熒光探針實現對有機化學微環境的檢測。Ihmels小組報道合成了一種N-酰脲基取代的蒽環類熒光化合物，該化合物具有較顯著的溶致變色現象，從非極性溶劑環己烷到極性較強的質子性溶劑甲醇，其發射峰的范圍在453～534，實現了對有機酸類、醇類和氟離子的檢測。屈軍樂小組設計合成了兩種具有D-π-A結構的苯乙烯類化合物，其對溶液的極性、粘度和溫度均有良好的傳感能力，最強發射峰的范圍為445～641nm，可作為一種較理想的溶致變色熒光探針材料。除了以上幾例報道之外，還有一些通過物理的或化學的方法制備得到的系列可實現對有機微環境靈敏檢測的傳感器，然而這些傳感器大多存在諸多限制，如可檢測的種類較少以及對結構性質類似的待檢測物難以區分等等。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種溶致變色熒光化合物及其合成方法和應用。本專利技術是通過以下技術方案來實現：本專利技術公開了一種溶致變色熒光化合物，該熒光化合物的結構式如下：其中，R1為醛基、二氰乙烯基、氨基或氫原子；R2為不同碳原子數的飽和烷烴基或含有膽固醇結構的烷烴基團。本專利技術還公開了一種溶致變色熒光化合物的合成方法，包括以下步驟：1)氬氣保護下，取聯萘二酚，用無水二氯甲烷溶解，注入吡啶，冰浴下滴加入三氟甲磺酸酐，室溫下攪拌反應6～12h，用稀酸洗三次，堿水溶液洗兩次，干燥后濃縮，用乙酸乙酯-石油醚體系柱分離，得到化合物1；2)氬氣保護下，向鎂屑中滴加碘甲烷的乙醚溶液，回流1～2h，制得甲基碘化鎂；將化合物1和二氯化鎳溶于乙醚中，逐滴注入甲基碘化鎂的乙醚溶液，回流反應12～24h；用氯化銨溶液淬滅反應，乙醚萃取，有機相干燥后濃縮，用石油醚體系柱分離，得到化合物2；3)氬氣保護下，將化合物2、N-溴代丁二酰亞胺和過氧化苯甲酰用四氯化碳溶解，回流反應5～10h；反應結束后將反應液濃縮，濃縮物用乙酸乙酯稀釋后水洗三次，有機相干燥后濃縮，得到化合物3；4)氬氣保護下，將化合物3用二甲亞砜溶解，加入碳酸氫鈉固體，加熱至90℃，反應5～12h；反應結束后用乙醚稀釋，有機相經水洗、干燥后濃縮，用乙酸乙酯-石油醚體系柱分離，得到化合物4；5)氬氣保護下，將(溴甲基)三苯基溴化磷和叔丁醇鉀用四氫呋喃溶解，在-78℃下反應0.5～2h，向反應液中注入含有化合物4的四氫呋喃溶液，逐漸升溫至0℃反應3～5h；用氯化銨水溶液淬滅反應，乙酸乙酯稀釋，水洗有機相，干燥后濃縮，用乙酸乙酯-石油醚體系柱分離，得到化合物5；6)將溴代烷烴或被膽固醇取代的溴代烷烴、對苯二酚和氫氧化鈉固體用無水乙醇溶解，加熱回流，反應12～24h；反應結束后冷卻至室溫，過濾得到棕色固體，然后用熱甲醇洗滌，得到化合物6；7)取化合物6、碘酸鉀和碘單質，依次加入乙酸、硫酸和水，加熱至80℃，反應12～24h；反應液冷卻至室溫，加入硫代硫酸鈉水溶液除去過量的碘，過濾得到粗產品，用石油醚體系進行柱色譜分離，得到化合物7；8)氬氣保護下，取化合物7、(Ph3P)4Pd、CuI和4-乙炔基-苯甲醛或4-乙炔基-苯胺或4-乙炔基苯，依次加入甲苯和二異丙胺，加熱至70℃反應24～48h；反應液冷卻至室溫，用二氯甲烷稀釋，水洗，干燥后濃縮，用二氯甲烷-石油醚體系柱分離，得到化合物8；9)氬氣保護下，取化合物5、化合物8、(Ph3P)4Pd和CuI，依次加入甲苯和二異丙胺，加熱至70℃反應24～48h；反應液冷卻至室溫，用二氯甲烷稀釋，水洗，干燥后濃縮，用二氯甲烷-石油醚體系柱分離，得到化合物9，即溶致變色熒光化合物。步驟1)中，聯萘二酚、三氟甲磺酸酐、吡啶和無水二氯甲烷的摩爾比為1：(2～4)：(5～10)：(10～30)；步驟2)中，鎂屑、碘甲烷、二氯化鎳和乙醚的摩爾比為1：(1～3)：(0.1～1)：(30～50)；步驟3)中，化合物2、N-溴代丁二酰亞胺、過氧化苯甲酰和四氯化碳的摩爾比為1：(1～2)：(0.1～1)：(30～50)；步驟4)中，化合物3、碳酸氫鈉和二甲亞砜的摩爾比為1：(2～4)：(10～30)；步驟5)中，化合物4、(溴甲基)三苯基溴化磷、叔丁醇鉀和四氫呋喃的比例為1：(1～3)：(2～4)：(10～30)；步驟6)中，對苯二酚、溴代烷烴和氫氧化鈉固體的摩爾比為1：(2～4)：(3～5)；步驟7)中，化合物6、碘酸鉀、碘單質、乙酸、硫酸和水的摩爾比為1：(1～3)：(2～4)：(30～50)：(5～10)：(2～5)；步驟8)中，化合物7、4-乙炔基-苯甲醛或4-乙炔基-苯胺或4-乙炔基苯、(Ph3P)4Pd、CuI、甲苯和二異丙胺的摩爾比為(2～5)：1：(0.1～1)：(0.1～1)：(30～50)：(:10～20)；步驟9)中，化合物5、化合物8、(Ph3P)4Pd、CuI、甲苯和二異丙胺的摩爾比為1：(2～5)：0.1～1)：(0.1～1)：(30～50)：(:10～20)。步驟1)柱分離所用乙酸乙酯-石油醚體系中乙酸乙酯與石油醚的體積比為1:30；步驟4)柱分離所用乙酸乙酯-石油醚體系中乙酸乙酯與石油醚的體積比為1:10；步驟5)柱分離所用乙酸乙酯-石油醚體系中乙酸乙酯與石油醚的體積比為1:20；步驟8)柱分離所用二氯甲烷-石油醚體系中二氯甲烷與石油醚的體積本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種溶致變色熒光化合物，其特征在于，該熒光化合物的結構式如下：其中，R1為醛基、二氰乙烯基、氨基或氫原子；R2為不同碳原子數的飽和烷烴基或含有膽固醇結構的烷烴基團。

【技術特征摘要】
1.一種溶致變色熒光化合物，其特征在于，該熒光化合物的結構式如下：
其中，R1為醛基、二氰乙烯基、氨基或氫原子；R2為不同碳原子數的飽
和烷烴基或含有膽固醇結構的烷烴基團。
2.一種溶致變色熒光化合物的合成方法，其特征在于，包括以下步驟：
1)氬氣保護下，取聯萘二酚，用無水二氯甲烷溶解，注入吡啶，冰浴下
滴加入三氟甲磺酸酐，室溫下攪拌反應6～12h，用稀酸洗三次，堿水溶液洗
兩次，干燥后濃縮，用乙酸乙酯-石油醚體系柱分離，得到化合物1；
2)氬氣保護下，向鎂屑中滴加碘甲烷的乙醚溶液，回流1～2h，制得甲
基碘化鎂；將化合物1和二氯化鎳溶于乙醚中，逐滴注入甲基碘化鎂的乙醚溶
液，回流反應12～24h；用氯化銨溶液淬滅反應，乙醚萃取，有機相干燥后濃
縮，用石油醚體系柱分離，得到化合物2；
3)氬氣保護下，將化合物2、N-溴代丁二酰亞胺和過氧化苯甲酰用四氯
化碳溶解，回流反應5～10h；反應結束后將反應液濃縮，濃縮物用乙酸乙酯
稀釋后水洗三次，有機相干燥后濃縮，得到化合物3；
4)氬氣保護下，將化合物3用二甲亞砜溶解，加入碳酸氫鈉固體，加熱
至90℃，反應5～12h；反應結束后用乙醚稀釋，有機相經水洗、干燥后濃縮，
用乙酸乙酯-石油醚體系柱分離，得到化合物4；
5)氬氣保護下，將(溴甲基)三苯基溴化磷和叔丁醇鉀用四氫呋喃溶解，
在-78℃下反應0.5～2h，向反應液中注入含有化合物4的四氫呋喃溶液，逐漸

\t升溫至0℃反應3～5h；用氯化銨水溶液淬滅反應，乙酸乙酯稀釋，水洗有機
相，干燥后濃縮，用乙酸乙酯-石油醚體系柱分離，得到化合物5；
6)將溴代烷烴或被膽固醇取代的溴代烷烴、對苯二酚和氫氧化鈉固體用
無水乙醇溶解，加熱回流，反應12～24h；反應結束后冷卻至室溫，過濾得到
棕色固體，然后用熱甲醇洗滌，得到化合物6；
7)取化合物6、碘酸鉀和碘單質，依次加入乙酸、硫酸和水，加熱至80℃，
反應12～24h；反應液冷卻至室溫，加入硫代硫酸鈉水溶液除去過量的碘，過
濾得到粗產品，用石油醚體系進行柱色譜分離，得到化合物7；
8)氬氣保護下，取化合物7、(Ph3P)4Pd、CuI和4-乙炔基-苯甲醛或4-乙
炔基-苯胺或4-乙炔基苯，依次加入甲苯和二異丙胺，加熱至70℃反應24～
48h；反應液冷卻至室溫，用二氯甲烷稀釋，水洗，干燥后濃縮，用二氯甲烷-
石油醚體系柱分離，得到化合物8；
9)氬氣保護下，取化合物5、化合物8、(Ph3P)4Pd和CuI，依次加入甲苯
和二異丙胺，加熱至70℃反應24～48h；反應液冷卻至室溫，用二氯甲烷稀
釋，水洗，干燥后濃縮，用二氯甲烷-石油醚體系柱分離，得到化合物9，即溶
致變色熒光化合物。
3.根據權利要求2所述的溶致變色熒光化合物的合成方法，其特征在于：
步驟1)中，聯萘二酚、三氟甲磺酸酐、吡啶和無水二氯甲烷的摩爾比為
1：(2～4)：(5～10)：(10～30)；
步驟2)中，鎂屑、碘甲烷、二氯化鎳和乙醚的摩爾比為1：(1～3)：(0.1～
1)：(30～50)；
步驟3)中，化合物2、N-溴代丁二酰亞胺、過氧化苯甲酰和四氯化碳的
摩爾比為1：(1～2)：(0.1～1)：(30～50)；
步驟4)中，化合物3、碳酸氫鈉和二甲亞砜的摩爾比為1：(2～4)：(10～
30)；

【專利技術屬性】
技術研發人員：房喻，劉慧景，徐曉潔，常興茂，付旭偉，
申請(專利權)人：陜西師范大學，
類型：發明
國別省市：陜西;61