[发明专利]一种侧链含萘基团的聚噻吩衍生物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于荧光传感检测技术领域，特别是一种侧链含萘基团的聚噻吩衍生物及其制备方法和应用。

背景技术

荧光分析技术作为现代分析化学中的一种重要方法，它是利用荧光分子探针作为光学信号试剂，通过探针材料与目标物的结合使荧光强度增强或淬灭、发射波长红移或蓝移等荧光光学信号发生改变的分析检测技术。该方法具有方便快捷、原位实时检测、高灵敏度与高选择性等优点，可将微环境生化作用等变化信息转变为光信号，方便微环境性能的分析检测。因而，开发适用于荧光标识的探针材料以满足不同检测领域的需求将对化学和生物分析检测具有重要的意义。

三磷酸腺苷(Adenosine Triphosphate，简称ATP)是由三个磷酸基团、一分子五碳糖和腺嘌呤所组成，作为一种具有重要生物学意义的阴离子，它不仅是一切生物体内的能量货币，而且还是许多生物过程的信号传递者。正常情况下，机体能够调节ATP在适当的浓度水平，一旦ATP的浓度出现异常，可能与某些疾病相关联。比如，产生过量ATP会导致心脑血管等疾病，相反，ATP浓度不足时会造成诸如局部缺血，低血糖，帕金森症等疾病。因此，在生理条件下精确地检测和定量ATP浓度，不仅有助于深入理解ATP在生命过程中的重要作用，而且在临床应用方面也具有重要的实用价值和应用前景。

目前所报道的ATP荧光探针主要是一些小分子荧光染料，如：芘、蒽、吖啶酮、呫吨、香豆素、萘二酰亚胺等的衍生物，它们的缺陷是在生理环境中容易发生光漂白现象。近年来，π-共轭聚合物如聚芴、聚丁二炔、聚噻吩等的衍生物，由于具有良好的光稳定性及荧光信号放大的分子导线效应，作为新兴的荧光探针材料受到了人们的广泛关注。聚噻吩及其衍生物除了具有π-共轭聚合物的通性之外，另外一个独特的优势在于：其构象及聚集状态对外界的刺激极为敏感，在外界刺激下，其主链构象易于发生非平面化与平面化之间的转变，进而引起荧光强度的变化以及溶液颜色的改变，据此可实现对目标物荧光和肉眼观察双模式的检测。但是对于小分子分析物，由于其与聚噻吩衍生物的相互作用力较弱，往往导致光谱变化小，检测灵敏度较低，这是目前基于聚噻吩衍生物荧光探针材料的一个急需解决的问题。

因此，开发结构新颖的聚噻吩衍生物材料，增强其与小分子分析物之间的相互作用，利用它们之间的结合引起的聚合物主链构象的改变，对应溶液颜色、吸收和发射峰的波长及荧光强度的变化，产生丰富的光学信号变化信息，对满足生物体内小分子检测和活体荧光成像标记具有非常重要的科学意义和实用价值。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术存在的不足，提供一种侧链含萘基团的聚噻吩衍生物及其制备方法和应用，该聚噻吩衍生物对三磷酸腺苷响应快、选择性高、具有良好的水溶性，其制备方法简单易行、成本低，经济技术效果明显。。

本发明的技术方案：

一种侧链含萘基团的聚噻吩衍生物，为4-甲基-3-(3'-三甲基氯化铵基丙氧基)-噻吩和3-(萘酰胺乙基)噻吩的共聚物，其结构式为：

一种所述侧链含萘基团的聚噻吩衍生物的制备方法，步骤如下：

1)3-甲氧基-4-甲基噻吩的合成

将3-溴-4-甲基噻吩与溴化亚铜加入到浓度为28wt％的甲醇钠-甲醇溶液中，然后再加入溶剂氮甲基吡咯烷酮得到混合液，3-溴-4-甲基噻吩、溴化亚铜、浓度为28wt％的甲醇钠-甲醇溶液与氮甲基吡咯烷酮溶剂的用量比为:27.6mmol：17.4mol：18mL：7mL，氮气保护下回流2-5天，冷却至室温后，滤去固体，滤液用乙醚萃取，所得有机相用无水MgSO₄干燥，然后蒸干溶剂，粗产物经柱层析纯化，洗脱剂为正己烷，制得3-甲氧基-4-甲基噻吩；

2)3-(3-溴丙氧基)-4-甲基噻吩的合成

将3-甲氧基-4-甲基噻吩、3-溴-1-丙醇和NaHSO₄加入到甲苯中得到混合液，其中3-甲氧基-4-甲基噻吩、3-溴-1-丙醇和NaHSO₄的摩尔比为1：2.2：0.1，3-甲氧基-4-甲基噻吩和甲苯的体积用量比为1:(30-40)，氮气保护下加热至100℃，直至生成的甲醇全部蒸出，然后冷却至室温，用水洗涤三次，收集水相，用乙醚萃取，合并有机相，用无水MgSO₄干燥，蒸干溶剂，粗产物经柱层析纯化，洗脱剂为正己烷，得到3-(3-溴丙氧基)-4-甲基噻吩；

3)3-(4-甲基-3’-噻吩氧基)丙基三甲基溴化铵的合成