2。2。2 化合物 6 合成路线 5

2。2。3 主体分子 H1 的合成 6

2。2。4 高分子 P1 的合成 6

2。3  实验部分 7

2。3。1 试剂及仪器 7

2。3。2 化合物 4 的合成 8

2。3。3 化合物 6 的合成 12

2。3。4 主体分子 H1 的合成 12

2。3。5 高分子 P1 的合成 17

3  总结与展望 22

4  参考文献 23

5  致谢 24

1 引言

1。1  荧光传感器概述

荧光是来表述一定物质在辐射下发出特定的光这一现象的，人类第一次发现荧光是在

1560 年，由 B。 Sahagún 第一次观察到了荧光。如今，荧光广泛应用于各大领域，如 Luminol 试剂可用于极微量的血迹检测、人民币上的防伪油墨。在 2008 年，来自美国的 M。Chalfie、 O。Shimomura 以及 R。Y。Tsien 发现了绿色荧光蛋白，通过该蛋白研究人员可以清晰地跟踪 细胞的扩散与增长，因此他们获得 2008 的诺贝尔化学奖。几年后，2014 年的诺贝尔化学 奖颁给了美国的 E。Betzig 和 W。E。Moerner 以及罗马尼亚的 S。W。Hell，表彰他们通过荧光 分子的应用，使光学显微镜进入纳米的尺度。From优T尔K论M文L网wWw.YouERw.com 加QQ75201^8766

大多数传统的荧光分子在溶液或者稀释状态下具有较好的发光性能，但在聚集态下会出 现不发光或变暗的现象，即发生了聚集荧光诱导淬灭[1-3] (aggregation-caused quenching， ACQ)，出现 ACQ 的原因是非辐射能量由于分子间的相互作用而发生转换。但是在实际应 用中，荧光材料往往会制作成薄膜或者固体状[4-7]。荧光分子制成薄膜后又不可避免的会发

生 ACQ 效应从而导致发光效率下降。2001 年，Tang[8]等人发现硅杂环戊二烯衍生物形成固 体后发光性能大大增强，然而在溶液中却不发光。这个现象被他们定义为聚集诱导发光效应 (aggregation-induced effect，AIE)，具有 AIE 效应的荧光分子就此克服了 ACQ 的缺点， 他们认为 AIE 分子在聚集态下由于空间有限，分子内旋转受限，非辐射能量转化受限，激发 态分子通过辐射衰变后发射荧光 [9, 10] ， 所 以 他 们 认 为 分 子 内 旋 转 受 限 (restricted intramolecular rotation，RIR)是 AIE 的主要原因。如 Fig。1。1，基于 RIR 的原理，Park[11] 与其科研团队设计并合成以具有 AIE 的 TPE 为核的荧光探针，可作为检测焦磷酸根的荧 光探针。当不存在焦磷酸根时，TPE 可绕单轴可发生内旋转，从而不发出荧光，当存在焦 磷酸根时，TPE 绕单轴内旋转受限，因此发出荧光，从而可作为焦磷酸根的检测探针。再 此之后关于 AIE 的机理也有多种解释，其中有分子共平面[12, 13]、非紧密堆积[14]、形成 J-聚 集体[12, 13]以及抑制光物理或光化学过程。经研究发现，不同 AIE 分子的机理不只是其中一 个，而是多个机理同时作用的结果。此后，具有 AIE 基团的化合物开始引起研究人员的广 泛关注与研究。

Fig。1。1 Chemical structure and sensing mechanism of 30

1。2 荧光传感器设计标准

基于荧光传感器在各大领域的广泛应用，科研人员对传感器也提出了一系列的设计标准， 要设计出高效的荧光探针，就不得不优化一些参数来达到设计标准。（1）传感器的光电化学 稳定性好。（2）具有高选择性，对特定检测物发出荧光，不与其它检测物发生反应。（3）荧 光探针具有较高的荧光量子产率，可发出强荧光。（4）检测物的浓度要与等比例结合的检测 物-探针分子化合物的极化解离常数相对应，如果检测物的浓度的过低，没有络合完全，则 检测不到荧光，检测物浓度过高，传感器达到饱和，不再对浓度变化有响应。（5）对于检测 物浓度变化的响应要精确，以便通过监测荧光变化知道检测物浓度的变化。（6）能吸收或发 射光波长为 650 nm-900 nm 的光的传感器有较大的优势，如不需要昂贵的石英部件、低成 本的激光可作为激发源等等。