吉林大学杨英威教授团队 Angew：柱芳烃助力发光腙基聚合物的光学检测行为

2022-06-19 来源：高分子科技

共价有机聚合物材料为功能在分子水平上的设计定制提供了理想的平台。通过对不同构筑基元进行精巧的分子设计和聚合条件的调控，有望获得组织结构精确，性质功能集成的智能网络。其中，超分子大环作为新一代连接片段，凭借其自身特殊的空腔结构和易于修饰的分子骨架，近年来在共价有机聚合物的构筑中得到了越来越多的关注。大环芳烃所具有的特定尺寸和化学环境的空腔结构为与底物分子之间的相互作用提供了丰富的界面，使得聚合物网络具备更加多样化的功能，大大拓宽其实际应用范围。

图1. 基于柱芳烃的发光腙基聚合物的制备及其光学传感应用

近期，吉林大学杨英威教授团队报道了一种“大环框架化”的制备策略，可控地合成了一类新型的发光腙基聚合物材料。作者引入了双边酰肼基功能化的柱芳烃和荧光分子三甲酰基三联苯胺作为主要的构筑单元，通过溶剂热条件下的席夫碱缩合反应，得到了球形和块状的聚合物网络。在DMF溶剂条件下，制备得到发光性能优异的聚合物块。后续研究发现，该发光材料表现出了明显的溶剂依赖的发光行为，溶剂极性的增加导致材料分散液的发光逐渐红移。同时柱芳烃的引入为聚合物带来了更强的结构刚性，其富电子的空腔也有利于和缺电子的底物发生相互作用。

图2. 溶剂致变色行为和重复片段的静电势模拟

对荧光性质的研究发现，H⁺的存在会导致材料的水分散液发光淬灭，利用红外光谱、固体紫外、荧光寿命等测试对机理进行了验证，表明大环可作为受体促进电荷从三苯胺单元到大环的传递，使得荧光发生淬灭。同时，分散液的颜色发生了由浅黄色到红棕色的变化，说明该腙基聚合物可作为H⁺的荧光和比色指示剂。除此以外，材料对硝基苯衍生物也表现出了灵敏的响应性，在多种芳香化合物中，硝基芳香化合物可以特异性地淬灭材料的荧光，该检测过程表现出低检测限、高选择性、重复性好等优势。该研究为新型传感检测材料的设计开发提供了新策略。

图3. 光学检测H⁺和硝基芳香化合物

该成果近期发表在Angewandte Chemie International Edition期刊上，论文第一作者为吉林大学博士研究生李政，通讯作者为吉林大学杨英威教授。

论文信息

Synthesis of an Acidochromic and Nitroaromatic Responsive Hydrazone-Linked Pillararene Framework by a Macrocycle-To-Framework Strategy

Zheng Li, Zhiqiang Yang, Yinan Zhang, Bing Yang, and Ying-Wei Yang*

Angew. Chem. Int. Ed., 2022, DOI: 10.1002/anie.202206144

https://doi.org/10.1002/anie.202206144

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