側(cè)鏈雙氨基聚噻吩衍生物的合成及性質(zhì).pdf

1、聚噻吩衍生物因具有良好的光電性質(zhì)和化學(xué)穩(wěn)定性而被廣泛研究和應(yīng)用，新型水溶性聚噻吩的設(shè)計及其作為化學(xué)生物傳感器的研究具有重要的理論和現(xiàn)實意義。
　　本論文以(3-噻吩甲基)磷酸二乙酯為原料，經(jīng)過Wittig-Horner反應(yīng)、水解、還原胺化和 FeCl3氧化聚合反應(yīng)合成了聚{3-[N-(2-二甲胺基-1-乙基)環(huán)己基-4-亞甲基]噻吩}(PTDA1)、聚{3-[N-(2-二甲胺基-1-丙基)環(huán)己基-4-亞甲基]噻吩}(PTDA2)和

2、聚{3-[1-(4-甲基哌嗪)環(huán)己基-4-亞甲基]噻吩}(PTDA3)。在此合成基礎(chǔ)上以4-(噻吩-3-亞甲基)環(huán)己酮為原料經(jīng)過還原胺化、取代或邁克爾加成、肼解和 FeCl3氧化聚合反應(yīng)合成了聚{3-[N-甲基-N-(2-肼基-2-羰乙基)環(huán)己基-4-亞甲基]噻吩}(PTHA1)和聚{3-[N-甲基-N-(2-肼基-2-羰丙基)環(huán)己基-4-亞甲基]噻吩}(PTHA2)。此外，以3-溴-4-甲基噻吩為原料經(jīng)過取代、醇解、氨基取代和FeCl

3、3氧化聚合反應(yīng)合成了聚{3-[2-(2-二甲氨基-乙胺)乙氧基]-4-甲基-噻吩}(PTMA)。以上六種聚噻吩衍生物及其中間體通過核磁共振氫譜(1H NMR)、傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、質(zhì)譜法(MS)、凝膠滲透色譜(GPC)進行了結(jié)構(gòu)表征，并用紫外可見分析光譜、熒光發(fā)射光譜對它們的光學(xué)性質(zhì)和應(yīng)用進行了研究和分析。這些聚合物具有靈活并帶有極性官能團的側(cè)鏈，溶于甲醇、氯仿、四氫呋喃、乙腈等常見溶劑。
　　六種側(cè)鏈雙氨基聚噻吩衍生

4、物都具有良好的光學(xué)性能，并且可以應(yīng)用于檢測重金屬離子和氨基酸。對已經(jīng)報道的水溶性聚噻吩衍生物聚{氯代N, N, N-三甲氨基-4-(噻吩-3-亞甲基)環(huán)己銨鹽}(PTCA-Cl)、聚{3-(1,1’-二甲基-4-哌啶亞甲基)-2,5-氯化噻吩}(PDPMT-Cl)、{3-[1-(2-三乙胺乙?；?哌啶-4-亞甲基]氯化噻吩}(PTAPT-Cl)和聚{3-[1-(2-三乙胺丁?；?哌啶-4-亞甲基]氯化噻吩}(PTBPT-Cl)的研究表明

5、，PTCA-Cl、PDPMT-Cl、PTAPT-Cl和PTBPT-Cl在甲醇/水溶液中能通過熒光法和比色法選擇性檢測 Hg2+，并且顯示出優(yōu)異的靈敏性(檢測限達到10-9 M)。PTDA1、PTDA2和 PTDA3在體積比為1:1的甲醇/水體系中可選擇性檢測Hg2+，并且PTDA1在體積比為1:1的四氫呋喃/水體系中選擇性識別 Cu2+。研究發(fā)現(xiàn)這兩種金屬離子在兩種水溶液中引起的聚噻吩的熒光淬滅分別基于靜電作用和絡(luò)合作用兩種機理。另外，

6、研究發(fā)現(xiàn)被Cu2+淬滅的熒光可以在氨基酸的作用下恢復(fù)，由此 PTDA1-Cu2+體系又可以作為檢測氨基酸的傳感平臺。對于 PTHA1和 PTHA2，側(cè)鏈結(jié)構(gòu)的微小差異使它們在同樣的條件下呈現(xiàn)出迥然不同的光學(xué)性質(zhì)。PTHA1在四氫呋喃的緩沖溶液中能高靈敏性識別Cu2+(檢測限達到10-10 M)，并伴隨著肉眼可見的熒光淬滅現(xiàn)象，而PTHA2則對金屬離子沒有熒光響應(yīng)。此外，帶有N/O三配位基側(cè)鏈的PTMA在乙腈的緩沖溶液中能識別Co2+、C