萘酰亚胺树枝状荧光材料对荧光小分子的荧光增强作用研究
萘酰亚胺树枝状荧光材料对荧光小分子的荧光增强作用研究[20200412223239]
摘要
以乙二胺（EDA）、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA）和l,8-萘二甲酸酐为原料，合成了萘酰亚胺树枝状聚（胺-酯） [PAE-1,8-NL]。研究PAE-1,8-NL与荧光小分子（曙红B、罗丹明B、达旦黄、亚甲基蓝和甲基橙）组成的能量转移体系中，荧光小分子荧光强度的变化。实验结果表明，PAE-1,8-NL作用于荧光小分子的DMF溶液，荧光强度增强；且随着PAE-1,8-NL浓度的增大，荧光强度先增强后减小。增强作用大小为：亚甲基蓝 > 罗丹明B > 甲基橙 > 曙红B > 达旦黄。在DMF、丙酮和乙腈溶剂中，PAE-1,8-NL对荧光小分子的荧光强度增强作用不同。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:树枝状聚（胺-酯）萘酰亚胺荧光小分子荧光增强
目 录
1.前言 1
1.1树枝状大分子的简介 1
1.2 树枝状大分子的发展概况 1
1.3 树枝状大分子的特点 1
1.4 合成方法 2
1.4.1发散合成法 2
1.4.2收敛合成法 2
1.4.3 发散收敛共用法 3
1.4.4 固相合成法 3
1.5树枝状大分子的表征 4
1.6 树枝状大分子的应用 4
1.6.1 树枝状大分子在生物医药领域的应用 4
1.6.2 树枝状大分子在催化体系中的应用 5
1.6.3 树枝状大分子在纺织业的应用 6
1.6.4 树枝状大分子在纳米材料中的应用 6
1.6.5 树枝状大分子在其它方面的应用 6
1.7 1,8-萘酰亚胺化合物简介及应用 7
1.8 荧光小分子简介及应用 7
1.9 荧光 7
1.10 研究目的 8
2. 实验部分 9
2.1实验试剂及仪器 9
2.1.1实验主要试剂 9
2.1.2实验主要仪器 9
2.2 实验步骤 9
2.2.1 外围为8个丙烯酸酯树枝状大分子[PAE(=)8]的合成 9
2.2.2 外围为8个伯胺基的树枝状大分子PAE(NH2)8的合成 10
2.2.3 萘酰亚胺树枝状聚（胺-酯）的合成 11
2.3 溶液配制及光谱分析 11
2.3.1 PAE-1,8-NL、曙红B溶液的配制及光谱分析 11
2.3.2 PAE-1,8-NL、罗丹明B溶液的配制及光谱分析 12
2.3.3 PAE-1,8-NL、达旦黄溶液的配制及光谱分析 13
2.3.4 PAE-1,8-NL、亚甲基蓝溶液的配制及光谱分析 14
2.3.5 PAE-1,8-NL、甲基橙溶液的配制及光谱分析 15
3. 结果与讨论 17
3.1 PAE-1,8-NL对曙红B的荧光增强作用 17
3.2 PAE-1,8-NL对罗丹明B的荧光增强作用 19
3.3 PAE-1,8-NL对达旦黄的荧光增强作用 21
3.4 PAE-1,8-NL对亚甲基蓝的荧光增强作用 22
3.5 PAE-1,8-NL对甲基橙的荧光增强作用 26
4. 结论 29
5. 参考文献 30
6. 致谢 32
1. 前 言
1.1树枝状大分子的简介
树枝状大分子是近几年正蓬勃发展的新型功能高分子。它具有特殊的分子结构，从多官能团的内核出发，通过支化基元结构逐步反复反应制得的支化度很高的树枝状三维大分子（结构见图1-1）。其内部具有空腔，可以用于包裹药物分子，又具有端基可修饰等特点，使得树枝状大分子成为生物医学领域的研究热点。以更简易的方法合成树枝状大分子、树枝状大分子的功能化和应用领域的开拓是当前研究树枝状大分子的主要热点。
图 1-1 分子结构简图
1.2 树枝状大分子的发展概况
树枝状大分子的发展过程主要可以分为三个阶段：（1）可能性的提出并试验；（2）各种不同合成方法的探索与研究；（3）树枝状大分子的功能化以及其结构性能的研究。早在1985年，Tomalia就利用发散法合成树形聚（酰胺—胺）型大分子；1989年，Hawker等人利用收敛法成功地合成树枝状冠醚大分子；1992年，Balzani等人报道了有机过渡金属树枝状大分子；1995年，Percec等人报道了液晶型的树枝状大分子化合物。至今，二十多类、200多种树枝状大分子已被成功地合成出来。
1.3 树枝状大分子的特点
树枝状大分子结构主要由三个部分组成：（1）初始的引发核；（2）与初始引发核相连的支化结构内层；（3）与内层相连的表层。它具备高度的几何对称性、精确的分子结构、大量的表面官能团、内部具有空腔、可控的分子链增长和相对分子质量、单分散分子量分布等特点。
树枝状大分子特殊的分子结构决定着其特有的性质，如：低粘度；良好的相容性；杰出的流体力学性能，有利于成型加工；端基易修饰；易成膜；多功能性，由于表面大量官能团的存在；难结晶，由于其高度支化分子结构等。
1.4合成方法
树枝状大分子的合成主要是通过传统的有机化学反应来实现的，如：缩合反应(醚化、酯化、酰胺化)、加成反应(Michael加成)、络合反应、固相聚合、嵌段共聚等等。典型的合成方法有：发散法、收敛法、发散收敛共用法和固相合成法。
1.4.1 发散合成法
图1-2 发散法合成树枝状大分子示意图
发散法是从所需的树枝状大分子的内核开始向外逐步扩展的合成反应，由V?gtle[1]等始创，是一种由内而外构建大分子的方法。如图1-2所示，从拥有多个反应点的中心核出发，用具有分支结构的单元与其反应，得到第一代分子。再将第一代分子末端活化，然后再与分支单元反应，得到第二代分子，以此类推，按需求制得所需的树枝状大分子。发散法的优点在于方法简单、可实施性强、易于操控、分子量增长迅速。但在实际合成过程中，当反应进行到较高代数后，表面官能团数量增长过快，继续引入分支单元时，受空间位阻的影响，易造成反应不完全，导致最终的树枝状大分子结构的缺陷。
1.4.2 收敛合成法
收敛合成法是由Fréchet[2]等始创，与发散法相反，是一种由外而内逐步合成的方法。反应从树枝状大分子外层部分开始，先与分支单元反应物反应获得第一代分子，再将基团活化与分支单元反应物连续反应得到第二代分子。以此法不断地反复反应，合成更高代数的树枝状大分子。
收敛合成法每步反应中参与反应的官能团数量有限，这有利于反应过程的控制，使反应完全，并且目标产物与体系中其它各组分的结构、性能差异都比较大，使得产物的分离纯化都比发散法来的简单，同时减少了树枝状大分子结构上的缺陷，使分子量分布呈单一性。但在分子的尺寸变大后，中心点的官能团在反应时受到的空间位阻比发散法大，分子量增长缓慢，产率下降。
图1-3 收敛法合成树枝状大分子示意图
1.4.3 发散收敛共用法
发散收敛共用法是发散法与收敛法相结合的一种方法，其过程是先用发散法制得低代数的分子，并将其作为“活性中心”，同时用收敛法制得一定代数的扇形分子，作为“支化单体”，然后再将“支化单体”与“活性中心”反应制得最终所需的树枝状大分子。发散收敛共用法综合了发散法和收敛法各自的优点，既提高了合成产率、分子量增长加快，同时分离纯化也变得简单，减少了分子在结构上的缺陷。
1.4.4 固相合成法
固相合成法[3]是以已知结构的链状聚合物作为固相载体用单体单元与其上的官能团反应，对单体进行活化，接着用上述的方法来合成树枝状大分子。其本质就是发散法或收敛法，只是由于有固相载体，反应过量的溶剂等易于去除，使得分离纯化过程变得简单。但该方法的产率不该哦，而且制备高代数的树枝状大分子不是很合适。
摘要
以乙二胺（EDA）、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA）和l,8-萘二甲酸酐为原料，合成了萘酰亚胺树枝状聚（胺-酯） [PAE-1,8-NL]。研究PAE-1,8-NL与荧光小分子（曙红B、罗丹明B、达旦黄、亚甲基蓝和甲基橙）组成的能量转移体系中，荧光小分子荧光强度的变化。实验结果表明，PAE-1,8-NL作用于荧光小分子的DMF溶液，荧光强度增强；且随着PAE-1,8-NL浓度的增大，荧光强度先增强后减小。增强作用大小为：亚甲基蓝 > 罗丹明B > 甲基橙 > 曙红B > 达旦黄。在DMF、丙酮和乙腈溶剂中，PAE-1,8-NL对荧光小分子的荧光强度增强作用不同。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:树枝状聚（胺-酯）萘酰亚胺荧光小分子荧光增强
目 录
1.前言 1
1.1树枝状大分子的简介 1
1.2 树枝状大分子的发展概况 1
1.3 树枝状大分子的特点 1
1.4 合成方法 2
1.4.1发散合成法 2
1.4.2收敛合成法 2
1.4.3 发散收敛共用法 3
1.4.4 固相合成法 3
1.5树枝状大分子的表征 4
1.6 树枝状大分子的应用 4
1.6.1 树枝状大分子在生物医药领域的应用 4
1.6.2 树枝状大分子在催化体系中的应用 5
1.6.3 树枝状大分子在纺织业的应用 6
1.6.4 树枝状大分子在纳米材料中的应用 6
1.6.5 树枝状大分子在其它方面的应用 6
1.7 1,8-萘酰亚胺化合物简介及应用 7
1.8 荧光小分子简介及应用 7
1.9 荧光 7
1.10 研究目的 8
2. 实验部分 9
2.1实验试剂及仪器 9
2.1.1实验主要试剂 9
2.1.2实验主要仪器 9
2.2 实验步骤 9
2.2.1 外围为8个丙烯酸酯树枝状大分子[PAE(=)8]的合成 9
2.2.2 外围为8个伯胺基的树枝状大分子PAE(NH2)8的合成 10
2.2.3 萘酰亚胺树枝状聚（胺-酯）的合成 11
2.3 溶液配制及光谱分析 11
2.3.1 PAE-1,8-NL、曙红B溶液的配制及光谱分析 11
2.3.2 PAE-1,8-NL、罗丹明B溶液的配制及光谱分析 12
2.3.3 PAE-1,8-NL、达旦黄溶液的配制及光谱分析 13
2.3.4 PAE-1,8-NL、亚甲基蓝溶液的配制及光谱分析 14
2.3.5 PAE-1,8-NL、甲基橙溶液的配制及光谱分析 15
3. 结果与讨论 17
3.1 PAE-1,8-NL对曙红B的荧光增强作用 17
3.2 PAE-1,8-NL对罗丹明B的荧光增强作用 19
3.3 PAE-1,8-NL对达旦黄的荧光增强作用 21
3.4 PAE-1,8-NL对亚甲基蓝的荧光增强作用 22
3.5 PAE-1,8-NL对甲基橙的荧光增强作用 26
4. 结论 29
5. 参考文献 30
6. 致谢 32
1. 前 言
1.1树枝状大分子的简介
树枝状大分子是近几年正蓬勃发展的新型功能高分子。它具有特殊的分子结构，从多官能团的内核出发，通过支化基元结构逐步反复反应制得的支化度很高的树枝状三维大分子（结构见图1-1）。其内部具有空腔，可以用于包裹药物分子，又具有端基可修饰等特点，使得树枝状大分子成为生物医学领域的研究热点。以更简易的方法合成树枝状大分子、树枝状大分子的功能化和应用领域的开拓是当前研究树枝状大分子的主要热点。
图 1-1 分子结构简图
1.2 树枝状大分子的发展概况
树枝状大分子的发展过程主要可以分为三个阶段：（1）可能性的提出并试验；（2）各种不同合成方法的探索与研究；（3）树枝状大分子的功能化以及其结构性能的研究。早在1985年，Tomalia就利用发散法合成树形聚（酰胺—胺）型大分子；1989年，Hawker等人利用收敛法成功地合成树枝状冠醚大分子；1992年，Balzani等人报道了有机过渡金属树枝状大分子；1995年，Percec等人报道了液晶型的树枝状大分子化合物。至今，二十多类、200多种树枝状大分子已被成功地合成出来。
1.3 树枝状大分子的特点
树枝状大分子结构主要由三个部分组成：（1）初始的引发核；（2）与初始引发核相连的支化结构内层；（3）与内层相连的表层。它具备高度的几何对称性、精确的分子结构、大量的表面官能团、内部具有空腔、可控的分子链增长和相对分子质量、单分散分子量分布等特点。
树枝状大分子特殊的分子结构决定着其特有的性质，如：低粘度；良好的相容性；杰出的流体力学性能，有利于成型加工；端基易修饰；易成膜；多功能性，由于表面大量官能团的存在；难结晶，由于其高度支化分子结构等。
1.4合成方法
树枝状大分子的合成主要是通过传统的有机化学反应来实现的，如：缩合反应(醚化、酯化、酰胺化)、加成反应(Michael加成)、络合反应、固相聚合、嵌段共聚等等。典型的合成方法有：发散法、收敛法、发散收敛共用法和固相合成法。
1.4.1 发散合成法
图1-2 发散法合成树枝状大分子示意图
发散法是从所需的树枝状大分子的内核开始向外逐步扩展的合成反应，由V?gtle[1]等始创，是一种由内而外构建大分子的方法。如图1-2所示，从拥有多个反应点的中心核出发，用具有分支结构的单元与其反应，得到第一代分子。再将第一代分子末端活化，然后再与分支单元反应，得到第二代分子，以此类推，按需求制得所需的树枝状大分子。发散法的优点在于方法简单、可实施性强、易于操控、分子量增长迅速。但在实际合成过程中，当反应进行到较高代数后，表面官能团数量增长过快，继续引入分支单元时，受空间位阻的影响，易造成反应不完全，导致最终的树枝状大分子结构的缺陷。
1.4.2 收敛合成法
收敛合成法是由Fréchet[2]等始创，与发散法相反，是一种由外而内逐步合成的方法。反应从树枝状大分子外层部分开始，先与分支单元反应物反应获得第一代分子，再将基团活化与分支单元反应物连续反应得到第二代分子。以此法不断地反复反应，合成更高代数的树枝状大分子。
收敛合成法每步反应中参与反应的官能团数量有限，这有利于反应过程的控制，使反应完全，并且目标产物与体系中其它各组分的结构、性能差异都比较大，使得产物的分离纯化都比发散法来的简单，同时减少了树枝状大分子结构上的缺陷，使分子量分布呈单一性。但在分子的尺寸变大后，中心点的官能团在反应时受到的空间位阻比发散法大，分子量增长缓慢，产率下降。
图1-3 收敛法合成树枝状大分子示意图
1.4.3 发散收敛共用法
发散收敛共用法是发散法与收敛法相结合的一种方法，其过程是先用发散法制得低代数的分子，并将其作为“活性中心”，同时用收敛法制得一定代数的扇形分子，作为“支化单体”，然后再将“支化单体”与“活性中心”反应制得最终所需的树枝状大分子。发散收敛共用法综合了发散法和收敛法各自的优点，既提高了合成产率、分子量增长加快，同时分离纯化也变得简单，减少了分子在结构上的缺陷。
1.4.4 固相合成法
固相合成法[3]是以已知结构的链状聚合物作为固相载体用单体单元与其上的官能团反应，对单体进行活化，接着用上述的方法来合成树枝状大分子。其本质就是发散法或收敛法，只是由于有固相载体，反应过量的溶剂等易于去除，使得分离纯化过程变得简单。但该方法的产率不该哦，而且制备高代数的树枝状大分子不是很合适。
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