外圍修飾聚集誘導發(fā)光增強發(fā)色團的樹枝形聚合物及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了外圍修飾聚集誘導發(fā)光增強發(fā)色團的樹枝形聚合物及其制備方法和應(yīng)用。外圍修飾聚集誘導發(fā)光增強發(fā)色團的樹枝形聚合物，具有如式(I)所示結(jié)構(gòu)：式(I)中，n=0～4整數(shù)；X選自C2-20的直鏈烷基、C2-20的支鏈烷基、C2-20的環(huán)狀飽和烷基，m≥2的O(CH2CH2O)m或6-30個碳原子的芳香基。本發(fā)明所得功能化樹枝形聚合物分子骨架具有生物兼容性，在溶液狀態(tài)下即可發(fā)熒光。功能化樹枝形聚合物的光譜性質(zhì)可隨環(huán)境變化而發(fā)生改變，從而可達到檢測和成像的目的。本發(fā)明為研究發(fā)展新型光功能樹枝形聚合物，促進樹枝形聚合物在有機發(fā)光材料和生物標記等方面的應(yīng)用提供了新的思路。
【專利說明】外圍修飾聚集誘導發(fā)光增強發(fā)色團的樹枝形聚合物及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及有機發(fā)光材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及聚集誘導發(fā)光增強發(fā)色團修飾的樹枝形聚合物及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]有機發(fā)光化合物在有機發(fā)光材料、細胞成像和生物標記等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。但大多數(shù)有機發(fā)光化合物在高濃度或固態(tài)時，由于分子間強烈相互作用而導致非輻射衰減過程增強，致使其固態(tài)或聚集態(tài)的發(fā)光效率與稀溶液相比呈數(shù)量級下降，這在很大程度上限制了它們在發(fā)光器件和熒光傳感器中的應(yīng)用。通常認為，濃度增加導致的發(fā)光猝滅現(xiàn)象與發(fā)光分子間不同途徑的能量耗散和不同形式的能級耦合過程有著密切的關(guān)系。能否通過某些途徑降低甚至克服這種猝滅效應(yīng)成為當今光功能材料研究領(lǐng)域中一個重要的課題。
[0003]近年研究發(fā)現(xiàn)，某些有機化合物不僅沒有顯現(xiàn)高濃度猝滅效應(yīng)，反而呈現(xiàn)聚集誘導發(fā)光(Aggregation Induced Emission, AIE)現(xiàn)象。芳基取代的娃雜環(huán)狀多烯、四苯基乙烯以及氰基取代的二苯乙烯等化合物及其衍生物皆為具有AIE性質(zhì)的有機發(fā)光化合物，這類化合物在稀溶液中幾乎沒有熒光發(fā)射，而在固態(tài)下具有很高的熒光量子產(chǎn)率(Tang, B.Z.; Chem.Soc.Rev., 2011, 40, 5361 - 5388.; Park, S.Y., J.Am.Chem.Soc.，2002, 124，14410-14415.)。目前，普遍認同的聚集誘導發(fā)光機理是分子內(nèi)旋轉(zhuǎn)受限機理。
[0004]樹枝形聚合物是 一類圍繞中心核，外圍鏈段隨著代數(shù)的增加呈指數(shù)級別增長的支化大分子。與傳統(tǒng)高分子相比，它具有高度的幾何對稱性，精確的分子結(jié)構(gòu)，分子內(nèi)存在空腔，分子大小為納米尺寸等特點。在樹枝形聚合物的核心、骨架和外圍修飾上各種功能基團可以實現(xiàn)樹枝形聚合物的功能化。樹枝形聚合物在超分子組裝，生物醫(yī)藥，化學傳感器，微反應(yīng)器，光電材料以及模擬光捕獲體系等研究領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。其中，聚酰胺-胺樹枝形聚合物是一類具有良好生物兼容性的高分子多聚物。聚酰胺-胺樹枝形聚合物本身作為藥物或藥物載體時均體現(xiàn)出其穩(wěn)定性、安全性和高效性。并且，由于其骨架含有大量胺基，聚酰胺-胺樹枝形聚合物具有結(jié)合、濃縮藥物或DNA的能力，在癌癥治療和診斷方面有廣闊的應(yīng)用前景(Jain, N.K.;Chem.Rev.，2009，109，49 - 87)。我們將聚集誘導發(fā)光增強發(fā)色團修飾到聚酰胺-胺樹枝形聚合物外圍以實現(xiàn)分子光功能化。利用樹枝形聚合物外圍緊密構(gòu)象抑制聚集誘導發(fā)光增強基團的分子內(nèi)旋轉(zhuǎn)，提高功能化樹枝形聚合物的發(fā)光能力，得到溶液狀態(tài)下單分子發(fā)光的功能化樹枝形聚合物分子。研究表明，當生物體發(fā)生病變后，病變部位的細胞內(nèi)環(huán)境會發(fā)生改變(如PH值)，這一變化會引起聚集誘導發(fā)光增強發(fā)色團修飾的樹枝形聚合物分子的熒光強度發(fā)生變化，從而達到檢測和標記的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的第一個技術(shù)問題是提供一種外圍修飾聚集誘導發(fā)光增強發(fā)色團的樹枝形聚合物。
[0006]本發(fā)明要解決的第二個技術(shù)問題是提供所述外圍修飾聚集誘導發(fā)光增強發(fā)色團的樹枝形聚合物的制備方法。
[0007]本發(fā)明要解決的第三個技術(shù)問題是提供外圍修飾聚集誘導發(fā)光增強發(fā)色團的樹枝形聚合物的應(yīng)用。
[0008]為解決上述第一個技術(shù)問題，本發(fā)明提供的外圍修飾聚集誘導發(fā)光增強發(fā)色團的樹枝形聚合物，具有如式(I)所示結(jié)構(gòu):
[0009]
【權(quán)利要求】
1.外圍修飾聚集誘導發(fā)光增強發(fā)色團的樹枝形聚合物，其特征在于:具有如式(I)所示結(jié)構(gòu):
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外圍修飾聚集誘導發(fā)光增強發(fā)色團的樹枝形聚合物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)在惰性氣體的保護下，具有式(II)結(jié)構(gòu)的聚合物與帶有羧基的聚集誘導發(fā)光增強發(fā)色團按一定比例溶于溶劑中，加入脫水劑反應(yīng)，然后將反應(yīng)液倒入水中，過濾收集固體得到粗品；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的外圍修飾聚集誘導發(fā)光增強發(fā)色團的樹枝形聚合物的制備方法，其特征在于:所述步驟I)中的比例為兩種反應(yīng)原料按照胺基/羧基摩爾比為1/1-4的比例溶于溶劑中。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的外圍修飾聚集誘導發(fā)光增強發(fā)色團的樹枝形聚合物的制備方法，其特征在于:所述步驟I)中的溶劑為DMSO，所述脫水劑為1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽和1-羥基苯并三唑。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的外圍修飾聚集誘導發(fā)光增強發(fā)色團的樹枝形聚合物的制備方法，其特征在于:所述步驟I)中反應(yīng)條件為室溫下72-120小時。
6.具有如權(quán)利要求1所述結(jié)構(gòu)的外圍修飾聚集誘導發(fā)光增強發(fā)色團的樹枝形聚合物在生物標記領(lǐng)域 的應(yīng)用。
【文檔編號】C08G83/00GK104017222SQ201310065421
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2013年3月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月1日
【發(fā)明者】李嫕, 李鵬, 曾毅, 陳金平, 于天君, 李迎迎 申請人:中國科學院理化技術(shù)研究所