本發(fā)明涉及三苯胺衍生物的合成及應(yīng)用，尤其涉及一種三苯胺衍生物及其制備方法、ph響應(yīng)變色纖維及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、酸堿度監(jiān)測對于保護(hù)環(huán)境安全、維護(hù)生態(tài)平衡、保障人體健康等方面發(fā)揮著不可或缺的作用，尤其在環(huán)境監(jiān)測、水處理、生物健康以及工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域。通過觀察顏色變化是ph響應(yīng)的有效可視化監(jiān)測方法。

2、目前，聚集誘導(dǎo)發(fā)光分子因其獨特的光物理性質(zhì)以及響應(yīng)快速的優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域，如：生物成像、光電器件和智能響應(yīng)材料等領(lǐng)域。但未見聚集誘導(dǎo)發(fā)光分子在體外溶劑中的ph響應(yīng)的相關(guān)報道，基于此，提出本申請。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，提供了一種三苯胺衍生物及其制備方法、ph響應(yīng)變色纖維及其制備方法，本發(fā)明利用常用骨架三苯胺進(jìn)行具有ph響應(yīng)功能的分子設(shè)計合成，并利用紡織領(lǐng)域已成熟的濕法紡絲技術(shù)生產(chǎn)快速、利用率高的制備優(yōu)勢，將三苯胺類聚集誘導(dǎo)分子與纖維素制備成具有ph智能響應(yīng)的纖維。

2、本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供一種三苯胺衍生物，包括以下結(jié)構(gòu)：

4、

5、本發(fā)明還提供上述三苯胺衍生物的制備方法，包括以下步驟：

6、s1、[4-[雙(4-甲氧基苯基)氨基]苯基]硼酸與4，7-二溴-2，1，3-苯并噻二唑進(jìn)行suzuki反應(yīng)，合成中間體分子；

7、s2、中間體分子分別與4-硼酸吡啶、4-乙烯基吡啶、4-乙炔基吡啶反應(yīng)得到三苯胺衍生物(1)、三苯胺衍生物(2)、三苯胺衍生物(3)；

8、所述中間體分子的結(jié)構(gòu)式為：

9、

10、本發(fā)明先通過suzuki反應(yīng)合成中間體分子，中間體分子再分別與不同的吡啶基反應(yīng)物反應(yīng)生成對應(yīng)的三苯胺衍生物，該三苯胺衍生物帶有吡啶基團(tuán)，具有供體-受體(d-a)結(jié)構(gòu)。

11、進(jìn)一步地，所述步驟s1包括將[4-[雙(4-甲氧基苯基)氨基]苯基]硼酸、4，7-二溴-2，1，3-苯并噻二唑、碳酸鉀和四(三苯基膦)鈀混合，于惰性氣體環(huán)境下加入反應(yīng)溶劑充分反應(yīng)，經(jīng)后處理得到中間體分子。

12、所述反應(yīng)溶劑為四氫呋喃和水，四氫呋喃和水的體積比為(3～4):1。

13、[4-[雙(4-甲氧基苯基)氨基]苯基]硼酸、4，7-二溴-2，1，3-苯并噻二唑、碳酸鉀和四(三苯基膦)鈀的摩爾比為1:(1～2):(5～7):(0.04～0.06)。

14、進(jìn)一步地，所述步驟s2包括：將中間體分子、4-硼酸吡啶、碳酸鉀和四(三苯基膦)鈀混合，于惰性環(huán)境下加入反應(yīng)溶劑充分反應(yīng)，經(jīng)后處理得到三苯胺衍生物(1)。

15、所述反應(yīng)溶劑為四氫呋喃和水，四氫呋喃和水的體積比為(3～4)：1。

16、中間體分子、4-硼酸吡啶、碳酸鉀和四(三苯基膦)鈀的摩爾比為1:(1.5～2):(5～7):(0.04～0.06)。

17、進(jìn)一步地，所述步驟s2包括：將中間體分子、4-乙烯基吡啶、醋酸鈀和三(鄰甲基苯基)膦混合，于惰性環(huán)境下加入反應(yīng)溶劑充分反應(yīng)，經(jīng)后處理得到三苯胺衍生物(2)。

18、所述反應(yīng)溶劑為三乙胺和n,n-二甲基甲酰胺，三乙胺和n,n-二甲基甲酰胺的體積比為1：(0.5～1)。

19、中間體分子、4-乙烯基吡啶、醋酸鈀和三(鄰甲基苯基)膦的摩爾比為1:(1.5～2):(0.1～0.3):(0.2～0.3)。

20、進(jìn)一步地，所述步驟s2包括：將中間體分子、4-乙炔基吡啶、碘化亞銅和四(三苯基膦)鈀混合，于惰性環(huán)境下加入反應(yīng)溶劑充分反應(yīng)，經(jīng)后處理得到三苯胺衍生物(3)。

21、所述反應(yīng)溶劑為三乙胺。

22、中間體分子、4-乙炔基吡啶、碘化亞銅和四(三苯基膦)鈀的摩爾比為1:(1～2):(0.3～0.5):(0.1～0.2)。

23、上述各步驟中經(jīng)過充分反應(yīng)后即可得到對應(yīng)產(chǎn)物，還需通過后處理來對產(chǎn)物進(jìn)行提取以便后續(xù)應(yīng)用，后處理包括洗滌、干燥、純化等常規(guī)處理步驟。

24、本發(fā)明還提供該三苯胺衍生物在ph響應(yīng)變色中的應(yīng)用。本發(fā)明設(shè)計合成的三苯胺衍生物具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光特性，所帶的吡啶基團(tuán)在酸性環(huán)境下會發(fā)生質(zhì)子化，會其導(dǎo)致顏色發(fā)生變化，能夠直觀反應(yīng)出溶液的ph變化，能在ph響應(yīng)變色相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用，比如監(jiān)測酸溶液濃度變化等。

25、本發(fā)明提供的三苯胺衍生物可直接使用，但為了反復(fù)使用、節(jié)約成本，可通過制備成ph響應(yīng)變色纖維來進(jìn)行應(yīng)用?；诖?，本發(fā)明還提供一種ph響應(yīng)變色纖維的制備方法，所述制備方法為：將上述制備的三苯胺衍生物添加到纖維素紡絲液中，通過濕法紡絲制成ph響應(yīng)變色纖維。

26、進(jìn)一步地，纖維素紡絲液中溶劑為二甲亞砜和離子液體1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽，質(zhì)量比為1：(2～3)，三苯胺衍生物在纖維素紡絲液中的質(zhì)量占比為0.1％～1％。

27、本發(fā)明還提供通過上述制備方法制得的ph響應(yīng)變色纖維。

28、本發(fā)明具有以下有益效果：

29、1、本發(fā)明所制得的三苯胺衍生物表現(xiàn)出聚集誘導(dǎo)發(fā)光效應(yīng)，能對酸溶液ph變化發(fā)生變色響應(yīng)，實現(xiàn)了聚集誘導(dǎo)發(fā)光分子在體外溶劑中的ph變色響應(yīng)；

30、2、本發(fā)明將三苯胺衍生物與纖維素混合后通過濕法紡絲制備成ph變色響應(yīng)纖維，同樣也能對酸溶液濃度變化發(fā)生響應(yīng)；

31、3、本發(fā)明所制得的ph變色響應(yīng)纖維對不同濃度、不同強(qiáng)度的酸溶液的響應(yīng)時間不同，利用該特性可對已知酸溶液進(jìn)行濃度范圍的預(yù)測；

32、4、本發(fā)明所制得的ph變色響應(yīng)纖維具有不錯的熱穩(wěn)定性，經(jīng)過堿處理后還能恢復(fù)至原顏色，可多次循環(huán)使用。

技術(shù)特征：

1.一種三苯胺衍生物，其特征在于，包括以下結(jié)構(gòu)：

2.權(quán)利要求1所述的三苯胺衍生物的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

3.如權(quán)利要求2所述的三苯胺衍生物的制備方法，其特征在于：所述步驟s1包括：將[4-[雙(4-甲氧基苯基)氨基]苯基]硼酸、4，7-二溴-2，1，3-苯并噻二唑、碳酸鉀和四(三苯基膦)鈀混合，于惰性氣體環(huán)境下加入反應(yīng)溶劑充分反應(yīng)，經(jīng)后處理得到中間體分子；所述反應(yīng)溶劑為四氫呋喃和水。

4.如權(quán)利要求3所述的三苯胺衍生物的制備方法，其特征在于：所述步驟s2包括：將中間體分子、4-硼酸吡啶、碳酸鉀和四(三苯基膦)鈀混合，于惰性環(huán)境下加入反應(yīng)溶劑充分反應(yīng)，經(jīng)后處理得到三苯胺衍生物(1)；所述反應(yīng)溶劑為四氫呋喃和水。

5.如權(quán)利要求3所述的三苯胺衍生物的制備方法，其特征在于：所述步驟s2包括：將中間體分子、4-乙烯基吡啶、醋酸鈀和三(鄰甲基苯基)膦混合，于惰性環(huán)境下加入反應(yīng)溶劑充分反應(yīng)，經(jīng)后處理得到三苯胺衍生物(2)；所述反應(yīng)溶劑為三乙胺和n,n-二甲基甲酰胺。

6.如權(quán)利要求3所述的三苯胺衍生物的制備方法，其特征在于：所述步驟s2包括：將中間體分子、4-乙炔基吡啶、碘化亞銅和四(三苯基膦)鈀混合，于惰性環(huán)境下加入反應(yīng)溶劑充分反應(yīng)，經(jīng)后處理得到三苯胺衍生物(3)；所述反應(yīng)溶劑為三乙胺。

7.權(quán)利要求1所述三苯胺衍生物在ph響應(yīng)變色中的應(yīng)用。

8.一種ph響應(yīng)變色纖維的制備方法，其特征在于：所述制備方法為：將權(quán)利要求1所述的三苯胺衍生物添加到纖維素紡絲液中，通過濕法紡絲制成ph響應(yīng)變色纖維。

9.如權(quán)利要求8所述的ph響應(yīng)變色纖維的制備方法，其特征在于：纖維素紡絲液中溶劑為二甲亞砜和離子液體1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽，三苯胺衍生物在纖維素紡絲液中的質(zhì)量占比為0.1％～1％。

10.通過權(quán)利要求8或9所述制備方法制備得到的ph響應(yīng)變色纖維。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種三苯胺衍生物及其制備方法、pH響應(yīng)變色纖維及其制備方法，本發(fā)明通過[4?[雙(4?甲氧基苯基)氨基]苯基]硼酸與4，7?二溴?2，1，3?苯并噻二唑進(jìn)行Suzuki反應(yīng)，合成中間體分子，之后與不同吡啶基反應(yīng)物合成對應(yīng)的三苯胺衍生物，所設(shè)計合成的三苯胺衍生物表現(xiàn)出聚集誘導(dǎo)發(fā)光效應(yīng)，能對酸溶液pH變化發(fā)生變色響應(yīng)，實現(xiàn)了聚集誘導(dǎo)發(fā)光分子在體外溶劑中的pH變色響應(yīng)。本發(fā)明可將三苯胺衍生物與纖維素混合后通過濕法紡絲制備成pH變色響應(yīng)纖維，pH變色響應(yīng)纖維能對不同濃度、不同種類的酸性溶液進(jìn)行pH變色響應(yīng)。

技術(shù)研發(fā)人員：王茜,王震,郭菲,周子鳴,趙玉婷,張雪琦
受保護(hù)的技術(shù)使用者：武漢紡織大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21