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一种有近红外荧光特性的两亲性嵌段聚合物的合成方法

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-09-28 10:35:16

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 代会会 | 2023-09-28 10:35:16

本发明公开了一种有近红外荧光特性两亲性嵌段聚合物的合成方法,萘甲酸与邻苯二胺的固相反应合成含2-苯并咪唑基-β-萘基团的功能性单体VDHBI,分别以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和所述VDHBI为单体,以α-二硫代萘甲酸异丁腈酯(CPDN)为RAFT试剂,进行RAFT聚合后得到均聚物PNIPAM,以所述PNIPAM为大分子RAFT试剂,以所述VDHBI为第二单体进行RAFT聚合,合成了两亲性嵌段聚合物PNIPAM-b-PVDHBI。采用本发明方案,提供了一种通过“活性”/可控自由基聚合方法,制备分子量可控和分子量分布窄的结构精致的近红外荧光两亲性嵌段聚合物,也提供了一种具有多重刺激响应性近红外荧光两亲性嵌段聚合物合成的新方法。

本发明的目的是提供一种有近红外荧光特性的两亲性嵌段聚合物的合成方法。为实现上述技术目的,达到上述技术效果,本发明通过以下技术方案实现:一种有近红外荧光特性的两亲性嵌段聚合物的合成方法,采用RAFT合成方法制备具有近红外荧光性能的两亲性嵌段聚合物 PNIPAM-b-PVDHBI,所述聚合物的结构式为: 所述两亲性嵌段聚合物 PNIPAM-b-PVDHBI的分子量分布(Mw/Mn )在1.4以下,具体包括以下步骤:步骤1)通过邻苯二胺和萘甲酸的固相反应合成2-苯并咪唑基-β-萘(VNBI) 中间体,再用对氯甲基苯乙烯(VBC)和VNBI反应得到单体1-(4-乙烯基苄基)-2-苯并咪唑基-β-萘(VDHBI);步骤2)以NIPAM为单体,以CPDN为RAFT试剂,通过RAFT活性自由基聚合方法获得均聚物PNIPAM;步骤3)以PNIPAM为大分子RAFT试剂,以VDHBI为第二单体进行RAFT聚合,合成上述两亲性嵌段聚合物PNIPAM-b-PVDHBI。

本发明属于高分子聚合物领域,具体涉及一种有近红外荧光特性的两亲性嵌段聚合物的合成方法。

背景技术

刺激响应性化合物近年来成为了人们关注的热点,它主要是一类在外界环境微小刺激因素(如光、温度、pH、离子强度、电场和磁场等)作用下,自身的某些物理或化学性质会发生相应的可逆或不可逆变化的化合物。当这些刺激信号发生变化时,化合物的自身性质如相态、形状、表面能、反应速率、渗透速率或识别性能等随之会发生变化。基于响应性化合物独特的物理和化学性质行为,它们在检测与传感领域发挥重要作用。

刺激响应性的小分子化学传感器,具有低耗、高灵敏性和操作简便的优点,但是小分子化学传感器也具有许多缺陷,如水溶性差、结构稳定性较差以及后功能化比较困难等。以两亲性嵌段共聚物为基本单元获得刺激响应性的高分子材料是当今研究的一个热点。若将具有灵敏响应的荧光信号基元引入到聚合物中,环境的微小变化则能转变为聚合物荧光信号的显著变化,基于此机理,便可构筑微环境敏感的荧光响应性传感器,其中对温度、pH、光和金属离子微环境敏感的荧光响应性传感器比较常见。

小分子的近红外荧光探针在生物组织造影中的优势很明显,但也存在着诸多不足,如这些化合物的光、热、化学性质不稳定等,而且种类不多,合成也比较困难。与小分子相比,近红外荧光探针聚合物具有低毒,良好的溶解性和稳定性等独特优势,并且通过合成不同水溶性的嵌段聚合物,可以实施聚合物的自组装,从而简便有效地调控聚合物的链构象及构型使它具有更广泛的响应性能。与发展相对成熟的小分子探针相比,基于聚合物探针的检测系统仍处在发展初期,因此,制备性能优良的基于近红外荧光探针的响应性聚合物,设计新颖的和高效的检测体系,以实现对葡萄糖、生物活性小分子和其它生物大分子的浓度和梯度的微小变化的精确检测与甄别,已成为检测和传感领域所关注的重要研究工作。

发明内容

本发明的目的是提供一种有近红外荧光特性的两亲性嵌段聚合物的合成方法。

发明人:朱秀林 韩冰 周年琛 程振平 朱健 张正彪 张伟 潘向强 苏州大学坐落于素有“人间天堂”之称的历史文化名城苏州,是国家“211工程”“2011计划”首批入列高校,是教育部与江苏省人民政府共建“双一流”建设高校、国家国防科技工业局和江苏省人民政府共建高校,是江苏省属重点综合性大学。苏州大学前身是Soochow University(东吴大学,1900年创办),开现代高等教育之先河,融中西文化之菁华,是中国最早以现代大学学科体系举办的大学。在中国高等教育史上,东吴大学是最早开展研究生教育并授予硕士学位、最先开展法学(英美法)专业教育,也是第一家创办学报的大学。1952年中国大陆院系调整,由东吴大学之文理学院、苏南文化教育学院、江南大学之数理系合并组建苏南师范学院,同年更名为江苏师范学院。1982年,学校更复名苏州大学(Soochow University)。

本发明的有益效果是:

采用本发明技术方案,提供了一种通过“活性”/可控自由基聚合方法,制备分子量可控和分子量分布窄的结构精致的近红外荧光聚合物,合成的两亲性嵌段聚合物的CH2Cl2溶液或水溶液在紫外区(380nm附近)和近红外区(750nm附近)均有较强的荧光发射,同时对外界环境变化,如温度和pH变化都具有一定的响应性,也提供了一种具有多重刺激响应性近红外荧光聚合物合成的新方法。

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