[发明专利]一种苝酰亚胺桥联全甲基化β-环糊精组装体及应用

说明书

技术领域

本发明属于气体荧光传感技术领域，特别是一种苝酰亚胺桥联全甲基化β-环糊精组装体及应用。

背景技术

固态条件下的荧光传感器件的构筑及其应用是化学及材料科学工作者们的研究热点之一（D. T. McQuade, A. E. Pullen, T. M. Swager. Chem. Rev. 2000,100, 2537–2574; (2) S. J. Toal, W. C. Trogler. J. Mater. Chem., 2006, 16, 2871–2883.），近年来通过人们的努力人们取得了长足的发展（S. W. Thomas III, G. D. Joly, T. M. Swager. Chem. Rev.2007,107, 1339–1386; (2) L. Ding, Y. Fang. Chem. Soc. Rev., 2010, 39, 4258–4273.），然而构筑对特定气体分子具有高选择性、高敏感性及可循环的固态荧光传感器件依然是一个挑战。由于普遍的荧光传感器的构筑只克服两个难题：一是合成在固态条件下具有强荧光的有机化合物，众所周知，一些有机化合物在溶液中有强的荧光，但在固态条件下由于自淬灭而没有荧光；二是适宜的气体分子的接收器（Y. Chen, X. Yang, S. Loser, L. Zang. Nano Lett. 2008, 8, 2219–2223; (2) H. Langhals, O. Krotz, K. Polborn, P. Mayer. Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 2427 –2428; (3) I. D. W. Samuel, G. A. Turnbull. Chem. Rev. 2007,107, 1272-1295.）。一方面气体分子接收器虽有键合分子的功能，但不具备对特定分子的选择性，从而所制备的传感器件对某一类的化合物都有响应；另一方面，由于分子接收器不可逆的键合客体分子，导致很多传感器件不具有多次循环使用的功能，这使得固态条件下的气体传感的应用受到了极大的限制。

苝是一类广泛应用的n-型有机半导体材料，其具有良好的热稳定性，突出的光学和电子学性质（F. Würthner. Chem. Commun. 2004, 1564–1579; (2) M. R. Wasielewski. J. Org. Chem. 2006, 71, 5051–5066.），且其具有的缺电子性能，使得它在有机胺类传感方面具有很好的应用前景，2008年，Zang等人报道了由苝构筑的纳米超分子组装体对有机胺类气体分子的识别（Y. Chen, X. Yang, S. Loser, L. Zang. Nano Lett. 2008, 8, 2219–2223.）；2009年，我们组也报道了通过构筑b-环糊精修饰的苝二酰亚胺衍生物的超分子组装对挥发有机化合物，特别是胺类化合物的传感（Y. Liu, K-R. Wang, D-S. Guo, B-P. Jiang. Adv. Funct. Mater.2009, 19, 2230–2235.），但这些报道都缺少对一特定分子具有高选择性及可循环使用的传感性能，因而限制了他们的实际应用。

环糊精(Cyclodextrins, 通常简称为CD)，是一类由D型吡喃葡萄糖单元以1, 4糖苷键首尾相连的截锥状大环分子，具有疏水的空腔和亲水的表面。环糊精习惯上用一个希腊字母表示其葡萄糖单元数目，其中最常见的是a-、b-和g-环糊精，分别拥有6、7和8个葡萄糖单元。2001年，Yang Xiaoguang等人报道了b-环糊精在固态下具有包结气体分子的作用（X. Yang, X. X. Du, J. Shi, B. Swanson. Talanta, 2001, 54, 439–445.）。