[发明专利]一种荧光功能化碳酸酯及其制备方法与应用、及由其制备的荧光聚碳酸酯

说明书

本发明公开了一种荧光功能化碳酸酯，其结构式为下式Ⅰ，本发明还公开了制备所述荧光功能化碳酸酯的方法，包括步骤：将三羟甲基丙烷‑咪唑‑碳酸酯与2‑(4‑(1,2,2‑三苯基乙烯基)苯氧基)乙醇溶于丙酮中，在氟化铯的催化作用下45～56℃反应，反应完全后分离得到式Ⅰ的荧光功能化碳酸酯。本发明还公开了所述荧光功能化碳酸酯在光学材料中的应用，以及由所述荧光功能化碳酸酯制备的荧光聚碳酸酯，所述荧光聚碳酸酯作为AIE大分子，可用于制备荧光亮度可调的可降解生物探针。

技术领域

本发明涉及聚集诱导发光材料技术领域，具体涉及一种荧光功能化碳酸酯及其制备方法与应用、及由其制备的荧光聚碳酸酯。

背景技术

光学成像能灵敏动态地检测不同颜色的荧光信号，现在已有多种荧光材料被开发用于光学成像，如有机小分子染料、量子点等。传统的有机荧光小分子，实际应用中，需要限制荧光分子的浓度，结果是检测灵敏度难以提高。唐本忠课题组发现了一类物质在分散状态几乎不发光，而在聚集状态下荧光大大增强,即“聚集诱导发光(aggregation-inducedemission,AIE)”。AIE在保留有机染料的可设计、易操作等优势的基础上，解决了有机染料信号弱的问题(Dong-Eun Lee et al.Chemical Society Reviews 2012,41,2656-2672；Mei J et al.Chemical Reviews 2015,115,11718-11940；Lavis LD et al.ACS ChemicalBiology 2008,3,142-155)。

AIE发光原理兼容激发态分子内质子转移、荧光共振能量转移等探针的设计原理，很多工作集中在设计小分子AIE探针实现对细胞内多级结构的检测上。聚合物则拥有小分子难以实现的独特力学及生物性能。将聚合物与AIE小分子通过共价键连接或将AIE分子包埋，将AIE分子强而稳定荧光与聚合物优秀的物理、生物功能结合，则得到荧光亮度高，光稳定性好的荧光探针。这些AIE大分子或者聚合物AIE载体系统，检测灵敏度高，可靶向追踪，应用前景广阔。

脂肪族聚碳酸酯(APC)物相容性优异，在生物体内最终能降解为无害的二氧化碳和二元醇。通过在环状碳酸酯单体上引入功能基团，再开环聚合，能可控制备主链或侧链带有特定官能团的聚碳酸酯，满足医学应用的多样化需求。目前已有文献报道了侧基含有氨基、羧基、不饱和碳碳键等功能性基团的碳酸酯单体，也有工作将杂原子引入碳酸酯单体的环结构中(CN101941962A；CN101544751A；K Fukushima.Biomaterials Science 2015,4,9-24；Tempelaar S et al.Chemical Society Reviews 2013,42,1312-1336)。

早期的大分子AIE，多是将四苯乙烯(TPE)衍生物等通过偶联反应制备共轭大分子，或制备不可生物降解的AIE聚烯烃(CN104447582A；Dong W et al.Polymer Chemistry2014,5,4048-4053)。将AIE强而稳定的荧光与脂肪族聚酯优秀的生物性能相结合依旧具有挑战性。

发明内容

因此，本发明为了将AIE强而稳定的荧光与脂肪族聚酯优秀的生物性能相结合，设计合成AIE功能化六元环状碳酸酯单体，再聚合得到AIE聚碳酸酯；通过两步分子设计，控制合成AIE大分子，可进一步得到荧光亮度可调的可降解生物探针。

本发明的第一目的在于提供一种结构式为下列式Ⅰ的荧光功能化碳酸酯(四苯乙烯-三羟甲基丙烷-碳酸酯，简称TPETC)，

所述的荧光功能化碳酸酯可通过以下方法制备：将下列式Ⅱ的三羟甲基丙烷-咪唑-碳酸酯与下列式Ⅲ的2-(4-(1,2,2-三苯基乙烯基)苯氧基)乙醇溶于丙酮中，在氟化铯的催化作用下45～56℃反应，反应完全后分离得到式Ⅰ的荧光功能化碳酸酯；