两种新型荧光共轭聚合物的合成及其对非离子表面活性剂的分析应用

【摘要】：荧光共轭聚合物(Fluorescent Conjugated Polymers,FCPs)是近年来倍受关注的一类具有π-π*共轭电子结构的线性高分子聚合物,其独特的光电性能使得它们在荧光传感方面得到了广泛的应用。本文基于钯催化的偶联反应合成了两种新型的荧光共轭聚合物,即非水溶性聚合物--聚[2, 5-二壬氧基-1, 4-苯撑-乙炔撑-9, 10-蒽撑](poly [2, 5-bisnonyloxy-1, 4-phenylene-ethynylene-9, 10-anthrylene] (PPEA))和红区水溶性聚合物--聚[2, 5-二(丙氧磺酸基)-1, 4-苯撑-乙炔撑-9, 10-蒽撑](poly [2, 5-di(propyloxysulfonate)-1, 4-phenylene- ethynylene-9, 10-anthrylene] PPEASO3),并利用核磁共振氢谱、核磁共振碳谱、红外光谱、凝胶色谱、荧光和吸收光谱等手段对其进行了表征。 然后考察了PPEA在表面活性剂中的荧光行为,建立了对非离子表面活性剂曲通X-100及其临界胶束浓度(CMC)的荧光测定方法。接着基于水溶性PPEASO3在非离子表面活性剂中可测的光谱变化构建分子开关来直接指示非离子表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)。本论文共分五章,具体内容如下: 第一章为绪论,首先介绍了荧光共轭聚合物基本概念,性质,分类及其在荧光分析应用方面的进展,接下来对相关研究进行简单总结,提出了论文的研究设想。 第二章,制备了两种新型荧光共轭聚合物:非水溶性PPEA和红区水溶性PPEASO3,并对其进行了光谱表征。 第三章,研究了非水溶性荧光共轭聚合物PPEA与表面活性剂的相互作用。PPEA在水溶液中荧光明显猝灭,加入非离子表面活性剂曲通X-100时,聚合物荧光强度逐渐增强,且与曲通X-100的浓度分别在0– 200μmol/L和200– 700μmol/L范围内分段成线性关系,同时发现两段工作曲线的交点所对应的曲通X-100浓度与其临界胶束浓度(CMC)一致。因此在高选择性测定非离子表面活性剂的同时也实现了对其临界胶束浓度的测定。 第四章,考察了在非水溶性荧光共轭聚合物的基础上引入极性基团合成的红区水溶性聚合物PPEASO3在表面活性剂中的荧光行为。发现当聚合物在水溶液中,以及在低浓度(低于CMC)的非离子表面活性剂溶液中时,它在670 nm处仅有非常弱的荧光发射,但当表面活性剂的浓度一旦达到其CMC时,将会出现很大的发射光谱蓝移(约40nm)及大的强度变化,在紫外灯下即可观察到橙色荧光。据此我们建立了一种简便,快速的测定非离子表面活性剂CMC的方法。 第五章,总结了本论文的特色和创新之处,并提出了后续工作的研究思路。