專(zhuān)利名稱(chēng)：一種超支化水溶性共軛聚合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化學(xué)/生物傳感材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種水溶性的超支化共軛聚合物及其制備方法。
背景技術(shù)：
水溶性共軛聚合物主要是指含離子型官能團(tuán)側(cè)鏈的共軛聚合物，近十幾年來(lái)引起了人們?cè)絹?lái)越廣泛而熱切的關(guān)注，這主要是因?yàn)樗鼈冿@示出的ー些獨(dú)特光電性質(zhì)可在新一代化學(xué)/生物熒光傳感等信息技術(shù)領(lǐng)域獲得多祥化的應(yīng)用。這類(lèi)化合物把傳統(tǒng)共軛聚合物的優(yōu)異光電性質(zhì)和聚電解質(zhì)的水溶性特點(diǎn)結(jié)合在一起。一方面，作為共軛聚合物，它們一般在紫外可見(jiàn)光區(qū)有很強(qiáng)的吸光性能，并且具有“分子導(dǎo)線(xiàn)”的性質(zhì)，即電子或能量能在共軛主鏈上快速遷移。另ー方面，它們主要通過(guò)在共軛體系的側(cè)鏈上掛接親水性離子型官能團(tuán)實(shí)現(xiàn)水溶性，離子型官能團(tuán)能夠與其它帶電物質(zhì)發(fā)生靜電作用，因此可通過(guò)聚合物與帶相反電荷猝滅劑之間的電子或能量轉(zhuǎn)移對(duì)周?chē)h(huán)境中微量物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，而電子或能量極易在整個(gè)聚合物鏈上離域，熒光猝滅信號(hào)被放大。利用這些特性，在猝滅劑上引入各種待檢測(cè)物質(zhì)的特異性識(shí)別基團(tuán)，通過(guò)觀察熒光的猝滅或者恢復(fù)就能簡(jiǎn)便的實(shí)現(xiàn)對(duì)多種有機(jī)、無(wú)機(jī)及生物分子的高靈敏檢測(cè)。2000年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者A. J. Heeger,G. C. Bazan和F.Wudl等的研究小組已經(jīng)開(kāi)始以水溶性共軛聚合物為傳感材料在生物傳感領(lǐng)域開(kāi)展了初步的探索?，F(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)發(fā)的水溶性共軛聚合物就主鏈構(gòu)型來(lái)說(shuō)大都是線(xiàn)型分子。在水溶液中，由于共軛主鏈的疏水作用和柔性側(cè)鏈親水作用這兩種力的共同作用，剛性結(jié)構(gòu)的線(xiàn)型分子容易形成聚集態(tài)構(gòu)型，從而引起熒光自身猝滅；其ー維剛性結(jié)構(gòu)不僅局限了它們?cè)谒械娜芙舛?，而且限制了與待檢測(cè)物質(zhì)，特別是具有多級(jí)結(jié)構(gòu)的生物分子的充分相互作用，使檢測(cè)靈敏度下降。因此，進(jìn)ー步優(yōu)化水溶性共軛聚合物的結(jié)構(gòu)，并提高材料檢測(cè)靈敏度、應(yīng)用范圍等實(shí)用性指標(biāo)，是目前這個(gè)領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究課題。具有三維樹(shù)枝狀結(jié)構(gòu)的多支化聚合物代表著ー類(lèi)正在興起的，具有非常新穎的性質(zhì)和極富應(yīng)用前景的新型材料，近年來(lái)已成為繼線(xiàn)型、交聯(lián)和分支構(gòu)型之后的第四類(lèi)主要聚合物構(gòu)型。這類(lèi)分子結(jié)構(gòu)上分為三個(gè)部分核，高度支化的枝以及大量的最外層基團(tuán)。可以通過(guò)對(duì)不同部分的化學(xué)修飾實(shí)現(xiàn)更好的水溶性，有效的改善線(xiàn)型共軛聚合物由于聚集而引起的熒光自身猝滅，對(duì)材料的發(fā)光性能進(jìn)行獨(dú)立調(diào)控；而且這類(lèi)分子比表面積大，有效接觸范圍廣，從傳感應(yīng)用的角度看，有利于實(shí)現(xiàn)更加快速有效的信號(hào)傳遞，非常好的彌補(bǔ)了線(xiàn)型分子的缺點(diǎn)。超支化反應(yīng)作為制備多支化聚合物的ー種重要方法，相對(duì)于其它制備方法來(lái)說(shuō)合成步驟更簡(jiǎn)單。因此，設(shè)計(jì)合成超支化水溶性共軛聚合物將是提高傳感材料性能的較理想方法之一。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的目的在于公開(kāi)一種超支化水溶性共軛聚合物，可用作化學(xué)/生物傳感材料。本發(fā)明的目的還在于提供ー種上述聚合物的新型制備方法。技術(shù)方案本發(fā)明采用有機(jī)金屬催化的Sonogashira或Suzuki聚合反應(yīng),通過(guò)A2+A2’ +B3的超支化反應(yīng)方法先合成中性共軛聚合物，再通過(guò)季銨化反應(yīng)合成了所述超支化水溶性聚合物，其分子結(jié)構(gòu)如下
權(quán)利要求
1.一種超支化水溶性共軛聚合物，其特征在于具有如下分子式
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超支化水溶性共軛聚合物，其特征在于，當(dāng)Ar或Ar’為苯基吋，R1或R2均位于苯基的C2和C5位上，所述的核、Ar以及Ar’的連接鍵均位于苯基的C1和C4位上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超支化水溶性共軛聚合物，其特征在于，當(dāng)Ar或Ar’為9，9ニ取代荷基時(shí)，R1或R2均位于荷基的9位上,所述的核、Ar以及Ar’的連接鍵均位于荷基的2，7位上。
4.一種如權(quán)利要求Γ3所述的超支化水溶性共軛聚合物的制備方法，其特征在于采用有機(jī)金屬催化的Sonogashira或Suzuki聚合反應(yīng),通過(guò)A2+A2’ +B3的超支化反應(yīng)方法先合成中性共軛聚合物；其中，B3為形成超支化聚合物核的含苯基單體，A2和A2’為形成超支化聚合物枝的兩個(gè)反應(yīng)單體，中性共軛聚合物再通過(guò)季銨化反應(yīng)得到超支化水溶性共軛聚合物。
全文摘要
一種超支化水溶性共軛聚合物及其制備方法中，聚合物采用A2+A2’+B3的超支化反應(yīng)方法，以間三溴苯及其衍生物等芳香結(jié)構(gòu)單元為超支化聚合物的核(B3)，與含苯基、9，9二取代芴基等芳香族結(jié)構(gòu)的單體(A2、A2’)進(jìn)行有機(jī)金屬催化反應(yīng)，合成一系列側(cè)鏈含有水溶性基團(tuán)的超支化共軛聚合物。該合成方法簡(jiǎn)單，而且聚合物的核、連接基團(tuán)及其親水側(cè)鏈可分別調(diào)控，得到具有不同空間結(jié)構(gòu)的超支化水溶性共軛聚合物。該聚合物是一類(lèi)高靈敏的熒光傳感材料，可彌補(bǔ)傳統(tǒng)的線(xiàn)型水溶性共軛聚合物在水中容易聚集引起熒光自身猝滅，使檢測(cè)靈敏度下降的不足，而且由于其多支化的結(jié)構(gòu)有利于與待檢測(cè)生物分子充分相互作用，故有望在化學(xué)/生物傳感中有更好的應(yīng)用。
文檔編號(hào)C09K11/06GK102660003SQ201210159459
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月22日
發(fā)明者任厚基, 劉興奮, 曹?chē)?guó)益, 黃維, 黃艷琴 申請(qǐng)人:南京郵電大學(xué)