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限域效应调控的AIE环糊精超分子的点击制备及应用研究

赵蕊

  由于分子间强烈的相互作用,传统的荧光分子处于聚集状态时会出现荧光猝灭(ACQ),该现象极大地限制了这些荧光分子在不同领域的应用。2001年,唐本忠院士发现了某些化合物具有与ACQ效应完全相反性质,即聚集诱导发光效应(AIE),并利用该类化合物的AIE特性,设计合成了许多新型的荧光材料,在化学传感、生物传感、药物识别及有机光电领域得到了广泛的应用。四苯乙烯类(TPE)化合物结构简单,易于合成修饰,具有良好的光学性能,现已成为AIE领域的明星分子。此外,环糊精因其内疏水、外亲水的特殊性质及其良好的包合性等特点,使其在液相色谱、药物识别和荧光探针等领域具备良好在的应用价值。本文以开发新型AIE环糊精超分子为目标,利用点击化学合成了限域效应调控的AIE环糊精超分子,并研究了该类超分子的AIE特性及其对氢化酶的特异性识别,并设计合成了一种带有偶氮苯的聚合物,以期与AIE环糊精超分子进行复配:(1)利用Cu(Ι)催化的叠氮-炔1,3-偶极环加成反应(点击化学)制备AIE环糊精超分子,合成了限域效应调控的AIE环糊精超分子体系。此AIE环糊精超分子体系在溶液态时几乎不发光,但在聚集态或者固态下可高度发光,且在不良溶剂水体积分数很小的情况下就能实现荧光打开,表现出特殊的聚集诱导发光性质。研究此体系时可以发现,随着AIE环糊精超分子上四苯乙烯个数的增多,其荧光强度也逐渐增强。(2)在上述工作的基础上,我们发现七个TPE取代的环糊精超分子7-TPE-CD可实现在溶液体系中对一些氢化酶的特异性识别。在DMSO/H_2O的混合溶液里,7-TPE-CD呈现特殊的AIE特性,在水的体积分数为30%时就出现了很强的荧光,且随着不良溶剂水的增多其荧光强度却逐渐减弱。7-TPE-CD在DMSO/H_2O混合溶液中可通过环糊精与氢化酶形成包合物,使TPE生色团的能量转移到氢化酶上,使其发生荧光猝灭,实现荧光探针的检测功能。该AIE环糊精超分子可实现在溶液环境中对氢化酶的特异性识别,检测限可达3?M。(3)为了继续寻找AIE环糊精超分子的应用,本文将偶氮苯引入到PEG链中,合成了聚合物AZO-PEG-AZO。由于偶氮苯可以进入到环糊精的空腔内与环糊精形成主客体包合物,所以合成的AZO-PEG-AZO有望与AIE环糊精超分子进行复配,使AIE环糊精超分子应用到高分子领域。综上所述,本文通过点击化学合成了一系列限域效应调控的AIE环糊精超分子,并研究了其应用,希望后续工作能继续探索该类AIE环糊精超分子在更多的领域中的应用。……   
[关键词]:聚集导发光;环糊精;四苯乙烯;点击化学;氢化酶;偶氮苯
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:天津大学2018年