專利名稱：熒光性聚萘及其制備方法與應用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于分析化學領(lǐng)域，具體涉及發(fā)光性的聚萘及其合成方法與探測鐵離子濃度的用途。
背景技術(shù)：
在稠環(huán)芳烴聚合物中，聚萘是研究得最早、最具應用前景的聚合物之一。聚萘的合成可以追溯到上世紀60年代，那時，日本科學家Kovacic Peter在使用Lewis酸如 FeCl3 (Kovacic P, Koch F W. Polymerization of benzene to p-Polyphenyl by ferric chloride.J.Org.Chem. ,1963,28(7) :1864-1867)> MoCl5(Kovacic P, Lange R M.Polymerization of benzene to p-polyphenylby molybdenum pentachloride. J. Org. Chem. , 1963,28(4) :968-972) > AICI3-CuCI2 (Kovacic P, Kyriakis A. Polymerization of benzene to p-Polyphenyl by aluminum chloride—cupric chloride. J. Am. Chem. Soc. ,1963,85 :454-458)等為催化氧化劑對苯進行氧化脫氫縮聚獲得聚苯的基礎(chǔ)上，又率先使用這一方法通過I^eCl3催化氧化合成了聚萘(Kovacic P，Koch F W. Couplingof naphthalene nuclei by lewis acid catalyst-oxidant. J. Org. Chem. ,1965,30 3176-3181)。不過，如此獲得的聚萘分子量很低，還不能算是真正意義上的聚合物。與其說是合成了聚萘，倒不如說是發(fā)明了二聯(lián)萘和三聯(lián)萘制備的新工藝，因為就獲得二聯(lián)萘和三聯(lián)萘而言，該合成方法與當時合成步驟最多可達11步的二聯(lián)萘和三聯(lián)萘制備工藝相比具有明顯的優(yōu)勢?，F(xiàn)在人們所言的聚萘，已不再是這種低分子量的齊聚萘，其合成手段也更趨多樣化，如電化學合成方法近年來也被廣泛采用(Hara S，Toshima N, Electrochemical polymerization ofnaphthalene using a composite electrolyte of aluminum chloride and copper (I) chloride. Chem. Lett.，1990，19 :269-272 ；Huang Z Μ, Qu L Τ, Shi G Q, et al.Electrochemical polymerizationof naphthalene in the electrolyte of boron trifluoride diethyl etherate containing trifluoroaceticacid and polyethylene Glycol oligomer. J. Electroanal. Chem.，2003，556 :159-165)?？梢哉f，聚萘的研究工作在經(jīng)歷了上世紀七八十年代的沉寂之后，最近又活躍起來。然而，各種不同合成方法雖都具有其獨特優(yōu)勢，但也同時存在亟需解決的問題。如路易斯酸氧化脫氫縮聚法雖然操作簡單， 易于工業(yè)化生產(chǎn)，但目前還未獲得一定高聚合度的聚萘。鎳(II)絡合物催化格氏試劑中介法雖然可以獲得相對分子量較高的、結(jié)構(gòu)確定的聚萘，但合成方法過程冗長，催化劑價格不菲。如何高效簡單合成出一定聚合度的聚萘并拓寬其功能性是一個具有挑戰(zhàn)性的工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種發(fā)射熒光性的聚萘及其合成方法，將其用作鐵離子探測的熒光化學傳感器。本發(fā)明采用化學氧化法在硝基烷烴體系中，以路易斯酸為催化氧化劑將白色的片狀結(jié)晶態(tài)萘單體通過一步法聚合成深色的無定型態(tài)粉末狀聚萘。這種聚萘是一種具有高度共軛結(jié)構(gòu)的聚合物，其分子中富含流動性電子，且這種電子極易與親電子分析質(zhì)作用，使其熒光猝滅，從而建立起鐵離子熒光化學傳感器。本發(fā)明采用的具體技術(shù)方案如下一種熒光性聚萘，其結(jié)構(gòu)式如下
權(quán)利要求
1. 一種熒光性聚萘，其結(jié)構(gòu)式如下
2.如權(quán)利要求1所述的熒光性聚萘的制備方法，包括步驟將萘單體與路易斯酸在有機溶劑中發(fā)生聚合反應，反應結(jié)束后，所得沉淀物經(jīng)過濾、洗滌、烘干后獲得聚萘粉末。
3.如權(quán)利要求2所述的熒光性聚萘的制備方法，其特征在于，萘單體在有機溶劑中的濃度為20mM 80mM ；路易斯酸與萘單體的摩爾比為3 1 15 1。
4.如權(quán)利要求2所述的熒光性聚萘的制備方法，其特征在于，聚合反應時間為1 50 小時，聚合反應溫度為10 80°C。
5.如權(quán)利要求2-4中任一所述的熒光性聚萘的制備方法，其特征在于，所述路易斯酸選自三氯化鐵、三氯化鋁和五氯化鉬；所述有機溶劑選自硝基甲烷、硝基乙烷和乙氰。
6.如權(quán)利要求1所述的熒光性聚萘的用途，其特征在于，所述熒光性聚萘用于探測鐵離子濃度。
7.如權(quán)利要求6所述的熒光性聚萘的用途，其特征在于，所述鐵離子濃度為 5. OX 1(Γ6ι ο 1/L 1. OXlO^nol/L。
8.一種聚萘溶液熒光化學傳感器，為將如權(quán)利要求1所述的熒光性聚萘溶于有機溶劑中制得。
9.如權(quán)利要求8所述的聚萘溶液熒光化學傳感器，其特征在于，所述有機溶劑選自四氫呋喃、二甲基亞砜和N-甲基吡咯烷酮。
10.如權(quán)利要求8或9所述的聚萘溶液熒光化學傳感器，其特征在于，所述熒光性聚萘在有機溶劑中的濃度為5-200mg/L。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種熒光性聚萘，在硝基烷烴體系中，以路易斯酸為催化氧化劑將萘單體通過一步法聚合成無定型態(tài)粉末狀聚萘。具有操作簡單，制備成本低，易于工業(yè)化批量生產(chǎn)等優(yōu)勢。本發(fā)明制備的聚萘具有明確的線性結(jié)構(gòu)特征，聚合度在3～29范圍內(nèi)。該聚萘是藍色熒光發(fā)射體，發(fā)光能力遠遠強于萘單體，由其構(gòu)建的Fe3+猝滅型熒光化學傳感器，可以實現(xiàn)10-6mol/L～10-3mol/L濃度范圍內(nèi)的Fe3+離子的傳感探測。而且抗干擾能力強，堿金屬離子、堿土金屬離子和過渡金屬離子如Hg2+、Co2+和Pb2+等對其探測均無實質(zhì)性影響。該聚合物在化學化工、傳感探測和分析測試等領(lǐng)域具有廣泛的應用前景。
文檔編號C08G61/10GK102225993SQ20111010213
公開日2011年10月26日 申請日期2011年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月22日
發(fā)明者李新貴, 高鵬, 黃美榮 申請人:同濟大學