[发明专利]一种功能单体及其制备方法和荧光印迹膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化工领域荧光印迹膜的制备，具体涉及一种在水溶液中对DNT和TNT有传感功能的荧光印迹膜材料的制备方法、制备该荧光印迹膜材料的功能单体及其方法。

背景技术

进入21世纪以来，世界范围的恐怖主义爆炸活动越演越烈，严重威胁人类社会的安全。在各类爆炸物中，包括TNT、DNT在内的硝基芳烃爆炸物是恐怖分子的首选。

目前，对硝基芳烃爆炸物的痕量检测主要通过色谱发、质谱法、拉曼光谱法及离子迁移法等各种波谱技术，和电化学传感、质量传感和荧光传感等化学传感技术实现。而水溶液中硝基苯类爆炸物的分析对检测方法的灵敏度和相应值提出了更高的要求。传统的色谱方法和电化学方法中，色谱质谱方法基于溶液样品中被分析物的保留时间的不同而检测，相对而言，其灵敏度不高。电化学方法基于硝基苯类化合物的还原电位不同而被检测。

上述方法对爆炸物的检测具有高的灵敏度和良好的选择性。然而，在上述检测方法中，多数需要昂贵且体积庞大的光检测仪器，这些仪器在检测过程中需要安排专业人员进行现场校正，由此给爆炸物的及时检测带来不便，费时费力。

自1998年Swager等利用荧光传感聚合物薄膜检测痕量硝基芳烃爆炸物取得突破性进展以来(Swager et al，Fluorescent porous polymer films as TNT chemosensors electronic and structural effects[J].J Am Chem Soc；1998,120(46):11864-11873)，荧光传感技术便被公认为该类爆炸物的最佳检测手段。

传感器由识别元件和信号转换装置组成，识别元件是传感器的核心部分。分子印迹聚合物(MIPs)是通过模拟自然界所存在的分子识别作用，基于分子印迹技术，以目标分子为模板制备的高度交联的刚性高分子聚合物，通过特定的手段除去模板分子后便得到与模板分子在空间结构、结合位点等相匹配的三维立体空穴，从而对目标分子具有高度的识别功能。近年来，将荧光检测引入分子印迹的荧光分子印迹引起了科学工作者的广泛关注。目前，荧光分子印迹主要有两种，一种是荧光纳米粒子如量子点作为基质，在其上面进行修饰识别位点，如专利号为CN103923636A的专利公开了一种对爆炸物聚硝铵化合物CL-20有传感作用的荧光小分子探针；另一种是用荧光功能单体代替传统的功能单体，使所得分子印迹聚合物具有荧光特性。

但是，荧光功能单体数量较少，设计合成过程复杂，开发合成新型、高效的荧光功能单体迫在眉睫；迄今为止，大量的分子印迹聚合物局限在非极限环境中，应寻求一些适用于水溶液的功能单体。因此，寻找合适的荧光功能单体，用以制备荧光印迹聚合物，一直是该类工作的重点。

发明内容

[要解决的技术问题]

本发明的目的是解决问题，提供一种在水溶液中对DNT和TNT有传感功能的功能单体及其制备、荧光印迹膜材料及其制备。

[技术方案]

为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案：

本发明利用荧光量子产率较高的1，8-萘酰亚胺为荧光材料，将该荧光材料和环糊精络合形成具有荧光团的功能单体；并且由于在1，8-萘酰亚胺4-位碳上引入双键，其可与模板分子通过非共价键或可逆共价结合，进行分子自组装，聚合后洗脱模板分子，得到的分子印迹聚合物的三维空间大小、形状以及功能配体都与模板分子互补，可实现对模板分子的特异性识别。

一种用于制备荧光印迹膜的功能单体，它是4-甲酸丙烯酯-1，8-萘酰亚胺-环糊精，它的分子结构如下：

根据本发明的一个优选实施方式，所述的4-甲酸丙烯酯-1，8-萘酰亚胺-环糊精是4-甲酸丙烯酯-1，8-萘酰亚胺-β-环糊精或4-甲酸丙烯酯-1，8-萘酰亚胺-γ-环糊精。

本发明所述功能单体的制备方法包括以下步骤：

A，中间体化合物A的制备

将4-硝基-1，8-萘二甲酸酐溶于乙醇，然后在氮气保护下加入炔丙基胺溶液，得到一种反应体系；接着，将反应体系回流4～8小时，反应结束后冷却至室温，过滤，滤渣用冰乙醇洗涤后真空干燥，得到中间体化合物A；

所述4-硝基-1，8-萘二甲酸酐与炔丙基胺的物质的量之比为1：1～1：1.5；

B，中间体化合物B的制备