[发明专利]含米基硼单元的铱配合物及制备方法和作为荧光探针的应用

说明书

技术领域

本发明属于光电材料技术领域。具体涉及一类配体中含米基硼单元的阳离子型铱配合物磷光材料及其在氟离子传感中的应用。

背景技术

氟是人体内重要的微量元素之一，氟化物是以氟离子的形式，广泛分布于自然界。骨骼和牙齿中含有人体内氟的大部分，氟化物与人体生命活动及牙齿、骨骼组织代谢密切相关。氟是牙齿及骨骼不可缺少的成分，少量氟可以防止龋齿，增强骨骼，预防骨质疏松症等。然而过量的氟会引起氟中毒，表现为氟骨症和氟斑牙；另外，机体代谢过程中所需要的某些酵素系统会被破坏，导致多器官病变。

分子识别是自然界生物进行信息存贮、复制和传递的基础，以分子识别为基础，研究构筑具有特定生物学功能的超分子体系，对揭示生命现象和过程具有重要意义。而氟离子的识别和人们的健康及生活环境密切相关，具有重要的意义。粘土是陶瓷、砖瓦等工业的主要原料，不同土壤在砖瓦窑温度下释氟百分率为70％～95％，大多在85％～95％之间，这些工业排放出的氟化物严重污染了环境，导致了数以百万计的氟中毒患者。监测、评价和防治控制氟离子具有重要的意义。

目前文献中报道的检测氟离子的方法主要集中在：(1)氢键作用；(2)路易斯酸碱相互作用，如氟离子对硼原子的强亲和力。近年来，许多研究人员证明三配位的有机硼化合物能够用作高选择性的氟离子探针。这是由于硼原子中心具有空的轨道使其作为路易斯酸能够接受电子而与氟离子结合，从而破坏了硼中心与芳香取代基的p_π-π共轭，引起有机硼化合物吸收比色变化、荧光变化、电化学性能的变化等，最终达到对氟离子检测的目的。在化合物中引入空间位阻较大的硼基团，例如二米基硼，可以从离子尺寸方面进一步提高了氟离子传感的选择性。目前将三芳基硼作为氟离子受体的荧光传感材料得到了广泛的研究，而基于三芳基硼的磷光氟离子传感材料研究的还比较少。磷光除具有和荧光相似的高灵敏度、高选择性等特性外，还具有其独特的优势，尤其是其长达几十微秒到几秒的发光寿命可以有效避免体系发光背景和散射的干扰，这对于识别生物分子、离子客体具有非常重要的意义。

综上所述，氟离子在医学、环境和生命科学中发挥着重要的作用，设计与合成对氟离子具有选择性识别功能的受体分子已成为目前化学领域的热点课题之一。环境中氟离子的检测引起人们的广泛关注，不断探讨其检测方法。因此，开发研制一种成本低、响应快、易实现、能应用于自然环境和生物体系的新型氟离子检测手段显得尤为重要。

发明内容

技术问题：本发明的目的在于提供一种配体中含米基硼单元的离子型铱配合物磷光材料的制备方法及其作为荧光探针在氟离子传感中的应用。利用紫外吸收光谱、荧光发射光谱检测氟离子的加入对配合物光物理性质和能量传递过程的影响。

技术方案：本发明的离子型铱配合物光电材料的制备是将米基硼单元通过化学反应引入到C^N配体中，并通过偶联反应在N^N配体中引入芳香基团，再通过配位反应制备得到相应的配合物。在N^N配体中引入芳香基团可增大配体的共轭程度，从而实现比率法检测。

该铱配合物为分子式如下所示的寡聚物：

其中，和为有取代或无取代的苯基、芴基、二苯胺基、咔唑基、萘基或噻吩基，为有取代或无取代的苯基、芴基、咔唑基、萘基或噻吩基。

所述的和为相同的基团，或为不同的基团。

含米基硼单元的铱配合物的制备方法的合成路线如下：

具体是通过Suzuki偶联反应制备得到芳香基取代的N^N配体，Suzuki偶联反应的反应条件为Ph(PPh₃)₄/K₂CO₃(aq)/甲苯或Ph(dba)₂/CsF/Ph₃P/1，2-二甲氧基乙烷；通过缩合反应得到溴取代的苯喹啉，再在丁基锂(n-BuLi)/-78℃/四氢呋喃(THF)反应条件下制备得到含有米基硼单元的C^N配体；然后通过配位反应制备得到相应的配合物。

含米基硼单元的铱配合物的应用方法为：铱配合物磷光材料作为荧光探针用于氟离子传感。铱配合物磷光材料作为荧光探针用于便携式氟离子检测试纸。