[发明专利]一类碳硼烷-苯并噻唑衍生物及合成方法和基于其的荧光传感薄膜、制备方法和应用

说明书

本发明公开了一类碳硼烷‑苯并噻唑衍生物及合成方法和基于其的荧光传感薄膜、制备方法和应用，属于小分子荧光传感薄膜材料技术领域。本发明通过分子设计，将碳硼烷引入苯并噻唑分子体系中，从而有效提高了苯并噻唑类分子体系的光化学稳定性。基于该分子材料的传感薄膜对如神经毒剂，糜烂剂和窒息剂等典型化学战剂气体有着优异的传感性能，且传感过程完全可逆，是一类非常优异的化学战剂传感薄膜材料，具有极高的应用价值。本发明操作简便、反应条件温和，所制备的荧光传感薄膜稳定性好、使用寿命长，将这类薄膜与商品荧光仪器联合使用可以实现化学战剂气体的灵敏检测。此外，经过传感薄膜器件化，也可以发展为化学战剂气体专用检测仪。

技术领域

本发明属于小分子荧光传感薄膜材料技术领域，具体涉及一类碳硼烷-苯并噻唑衍生物及其合成方法和基于其的荧光传感薄膜及其制备方法与应用。

背景技术

化学战剂是一类在战争中用于杀伤、失能敌方人员或控制敌方行为的高毒性化合物，化学战剂是构成化学武器的基本要素。化学战剂具备毒性强、作用快、毒效持久、施放后易造成杀伤浓度或战斗密度等条件。同时，由于多数化学战剂无色无味，受害者无法察觉到此类威胁而逃离现场，所以，化学战剂是一种杀人于无形中的重量级武器。化学战剂除了对人体生命构成威胁外，其强大的心理威慑力也不容小觑。

到目前为止，研究人员已发展了如离子迁移谱、火焰分度法、红外光谱技术、表面声波、电化学技术、比色法等多种检测技术，以应对化学战剂的威胁。客观而言，每一种检测技术都有其独特的优势与明显的不足。然而，就相关专业人士介绍，在众多技术中，仅有比色管技术能被军事人员所接受，且具有单兵携带，操作简便，成本较低的优势。美中不足的是，人眼感知颜色的能力差异较大，且环境条件和颜色形成时的介质均会影响人们对颜色的判读，且野外操作中常为较强或昏暗条件，这也极大影响了人们对颜色的读取。为应对现代战的复杂性，要求研究人员从以下三方面考虑，从而发展更为有效的化学战剂探测设备：1)应对化学战剂样品的复杂型，要求可探测化学战剂种类尽可能广；2)应对探测的时效性、可靠性，要求响应速度快、探测灵敏度高、误报率较低；3)应对野外实战需求，发展小型化可单兵作战的“傻瓜式”探测设备。

荧光传感是业内公认的极具发展潜力的微痕量探测技术，其不仅可实现一些常规物理量变化的检定，还可实现一些微观体系的过程或变化的监测，同时能实现一些化学物质的微痕量检测。荧光传感技术最为突出的特点为极高的探测灵敏度，较佳的传感选择性，丰富的特征信息，动态的传感过程，极好的传感重现性，极少的取样量和较为简单的仪器复杂程度，且基于荧光技术的高性能微痕量爆炸物、毒品探测设备已商业化，并服务于公共安全领域，有效提高了公安机关技术侦查能力，促进社会和谐稳定、服务国家经济建设和社会发展。

自化学战剂出现已有多年，在此期间更有大量新型化学战剂不断出现。但至今对于化学战剂检测的有效手段仍极为匮乏，实用性材料设备更少之又少。虽然基于此类研究人们开展了诸多工作，总体而言现有化学战剂检测仍处于实验室阶段，且研究多集中于溶液中检测，而对于其危害性更大的气体检测研究极少。此外，现有已发展的化学战剂检测多为化学反应型，这就使得材料的重复使用性成为问题，极大限制该类材料的实际使用。因此，发展新型化学战剂气体敏感的且可重复使用的荧光固态材料显得十分重要。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一类碳硼烷-苯并噻唑衍生物及其合成方法和基于其的荧光传感薄膜及其制备方法与应用，以实现对化学战剂气体的灵敏检测。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明公开了一种碳硼烷-苯并噻唑衍生物，结构式如下：

其中，R为H、CH₃、

本发明还公开了上述碳硼烷-苯并噻唑衍生物的合成方法，包括以下步骤：