[发明专利]一种固体荧光试纸材料的制备及其应用

说明书

一种基于桥连四苯基乙烯的固体荧光试纸材料的制备方法，具体涉及其合成路线，由9‑芴酮出发，通过一系列的反应合成基于四苯基乙烯的外接吡啶基团的结构，并在此基础上用简单的方法制成三氟乙酸检测试纸。本发明的有益效果如下：合成方法为片段合成法，方法简单，原料价廉易得，大大降低了合成难度；采用的简单的方法制备的检测试纸，使用方便，所合成的分子对三氟乙酸的识别具有特异性，检测灵敏度高。

技术领域

本发明属于固体荧光材料的合成领域，具体涉及一种基于AIE固体荧光试纸材料的制备及其应用。

背景技术

传统荧光生色团在高浓度下荧光会减弱甚至不发光，这种现象被称作“浓度淬灭”效应。主要原因跟聚集体的形成有关，故浓度淬灭效应通常也被叫做“聚集导致荧光淬灭”(ACQ)。2001年，唐本忠课题组发现了一个奇特的现象：一些噻咯分子在溶液中几乎不发光，而在聚集状态发光大大增强。因为发光增强是由聚集所导致的，故此现象被形象地将定义为“聚集诱导发光”(AIE)。四苯基乙烯是一个典型的AIE荧光分子。后来发现一些类似四苯基乙烯的结构也具有AIE效应，最典型是桥连四苯基乙烯。

在本发明中，我们合成的这个分子是基于桥连四苯基乙烯，并接上吡啶基团。该分子具有很强的固体荧光，这一点是由它的聚集诱导发光机理赋予的。本发明在以往大量工作基础上中锐意研究，发现该分子对不同的酸蒸汽具有各异的响应性，具体表现为荧光淬灭与否。通过大量的实验研究发现，该分子对三氟乙酸具有很强的特异识别性，通常浓度检测级别在5-10ppm之间，属于该分子强烈的黄色荧光瞬间被淬灭。而对于其它酸蒸汽，并没有表现出荧光淬灭。针对这一点，本发明致力于将该分子制成三氟乙酸检测试纸，用于监测实验室、工厂以及大气等各种气体环境中的三氟乙酸气体。

发明内容

本发明的目的旨在合成一种基于桥连四苯基乙烯的荧光材料，并通过其与三氟乙酸的特异性识别制成检测试纸。所述一种基于四苯基乙烯的荧光材料(记为化合物E)，具有如下化学结构：

其合成路线如下：

所述化合物E的合成方法，包括以下步骤：

步骤1，目标化合物A的合成：在反应容器中加入化合物9-芴酮，抽真空后充氮气，在氮气保护下，加入二氯甲烷搅拌溶解，再加入四溴化碳、三苯基膦，又加入适量二氯甲烷，于40℃搅拌24h。反应完毕，停止搅拌。向反应所得液中加入大量石油醚，直至固体不溶物不再增加。抽滤，将收集到的滤液旋干，柱层析，得到淡黄色纸屑样固体，即为化合物A。

步骤2，目标化合物B的合成：在反应容器中加入化合物A、4-甲氧基苯硼酸，抽真空后充氮气，在氮气保护下，加入甲苯搅拌溶解，加入碳酸钾水溶液，再加入相转移催化剂甲基三辛基氯化铵水溶液适量，搅拌1h后，加入催化剂四(三苯基膦)钯，室温搅拌18h。反应完毕，停止搅拌。向反应液中加入DCM与适量的水萃取，收集有机相，无水硫酸钠干燥，旋蒸，柱层析得到黄色粉末状固体，即为化合物B。

步骤3，目标化合物C的合成：在反应容器中加入化合物B，抽真空后充氮气，在氮气保护下，加入干燥二氯甲烷搅拌溶解，冰盐浴下缓慢滴加三溴化硼，室温反应12h，反应完毕，停止搅拌。加水淬灭，加入乙酸乙酯萃取，有机相用水洗涤，饱和氯化钠水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，旋干得到黄色粉末状固体，即为化合物C。

步骤4，化合物D的合成：在反应容器中加入化合物C，抽真空后充氮气，在氮气保护下，加入干燥二氯甲烷，搅拌溶解，冰浴下滴加入吡啶，向反应液中滴加三氟甲磺酸酐，室温搅拌12h。反应完毕，停止搅拌。向反应液中加入水和二氯甲烷，有机相用水洗，收集有机相，旋蒸，干法上样，柱层析，得到白色针状固体，即为化合物D。