一种聚集诱导发光超支化聚硅氨基酯的设计及其合成方法

1.本发明属于高分子发光材料领域，涉及一种聚集诱导发光超支化聚硅氨基酯的设计及其合成方法。


背景技术：

2.近年来，随着人们环保意识的不断增强，不含苯环等大π共轭结构的非传统荧光聚合物，由于不含苯环等芳香结构，具有良好的生物相容性、生物降解性以及环境友好性，而受到学术界和工业界的广泛关注。这些聚合物在一定的条件下可以发出荧光，在细胞荧光成像、基因载体与药物控释等领域有着广泛的应用前景。脂肪族聚氨基甲酸酯作为一种新型聚合物，具有良好的生物相容性、生物降解性、可修饰性以及热稳定性。超支化聚氨基酯具有明确的三维结构，在生物医学等方面有着较为广泛的应用。
3.非传统聚集诱导发光材料研究表明，引入杂原子硅，所形成的o
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si配位键有利于提高非传统聚集诱导发光材料的发光性能。如能开发一种新型的含硅的水溶性聚氨基酯，引入o
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si配位键，利用o
→
si配位键，同时，与有利于发光的氨基甲酸酯基相互作用，将能有效提高非传统聚集诱导发光材料的发光性能。但是遗憾的是，尚未有关于聚硅氨基酯关于聚集诱导发光特性方面的报道。
4.鉴于以上问题，本发明专利开发出一种具有聚集诱导发光特性的超支化聚硅氨基酯，合成的超支化聚硅氨基酯能发出明亮的蓝色荧光，并具有聚集诱导发光特性。


技术实现要素：

5.要解决的技术问题
6.为了克服现有技术的不足，本发明报道一种生物相容性好、易生物降解、环境友好性以及荧光强度高的具有聚集诱导发光特性的超支化聚硅氨基酯。这种超支化聚硅氨基酯是以异佛尔酮二异氰酸酯与正硅酸乙酯为原料通过一步加聚反应得到的。
7.技术方案
8.一种聚集诱导发光超支化聚硅氨基酯的设计及其合成方法。以异佛尔酮二异氰酸酯与正硅酸乙酯为原料合成端乙氧基/异氰酸酯基的聚磷酸酯。具体技术方案如下：
9.在氮气保护下，异佛尔酮二异氰酸酯与正硅酸乙酯以摩尔比为8:1～8进行酯交换缩聚反应得到。加入样品后，缓慢升温至110℃，并在此温度下进行搅拌，反应7～11h，期间逐渐升温至160～180℃，将产物溶于乙醇，进行透析，旋蒸，真空干燥，得到了超支化聚硅氨基酯。
10.有益效果
11.本发明提出了一种能发射明亮荧光的聚硅氨基酯的设计及其制备方法。以异佛尔酮二异氰酸酯与正硅酸乙酯为原料通过简单可控的一步加聚法合成超支化聚硅氨基酯。在合成过程中，未使用任何溶剂及催化剂，简化合成步骤，节省合成成本。所合成的超支化聚硅氨基酯中不含苯环，具有良好的生物相容性和生物降解性，且这类超支化聚硅氨基酯可
发射明亮的蓝色荧光，并具有聚集诱导发光特性。本专利报道的超支化聚硅氨基酯具有合成及提纯工艺简便、过程可控、三废污染少，且产品的稳定性好、毒性低、生物降解性好、易于进行修饰实现功能化、荧光强度高、应用范围广等特征。
附图说明
12.图1为纯的超支化聚硅氨基酯的激发谱和发射谱
13.图2为纯的超支化聚硅氨基酯在自然光及紫外下的发光照片
具体实施方式
14.超支化聚硅氨基酯的合成步骤包括以下步骤：
15.超支化聚硅氨基酯的制备方法：在氮气保护下，异佛尔酮二异氰酸酯与正硅酸乙酯以摩尔比为8:1～8进行一步加聚反应得到。加入样品后，缓慢升温至110℃，并在此温度下进行搅拌，反应7～11h，期间逐渐升温至160～180℃，将产物溶于乙醇，进行透析，旋蒸，真空干燥，得到了超支化聚硅氨基酯。
16.本发明内容中：通过一步加聚反应合成了端乙氧基/异氰酸酯基的超支化聚硅氨基酯。在整个合成过程中未使用任何溶剂及催化剂等，合成的超支化聚硅氨基酯无论是在纯样品还是在溶液中都能发出明亮的蓝色荧光，并具有聚集诱导发光特性。
17.下面结合实例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实例。
18.此外，本发明所涉及到的反应，针对不同的反应条件，具体的实施情况会有不同，需进行反复测验，非简单可定。
19.实例1
20.端乙氧基超支化聚硅氨基酯的制备方法：在氮气保护下，异佛尔酮二异氰酸酯与正硅酸乙酯以摩尔比为8:5反应，加入样品后，缓慢升温至110℃，并在此温度下进行搅拌，反应7h，期间逐渐升温至160℃，将产物溶于乙醇，进行透析，旋蒸，真空干燥，得到了乙氧基封端的超支化聚硅氨基酯。
21.实例2
22.端乙氧基超支化聚硅氨基酯的制备方法：在氮气保护下，异佛尔酮二异氰酸酯与正硅酸乙酯以摩尔比为4:3反应，加入样品后，缓慢升温至110℃，并在此温度下进行搅拌，反应9h，期间逐渐升温至170℃，将产物溶于乙醇，进行透析，旋蒸，真空干燥，得到了乙氧基封端的超支化聚硅氨基酯。
23.实例3
24.端乙氧基超支化聚硅氨基酯的制备方法：在氮气保护下，异佛尔酮二异氰酸酯与正硅酸乙酯以摩尔比为8:7反应，加入样品后，缓慢升温至110℃，并在此温度下进行搅拌，反应11h，期间逐渐升温至180℃，将产物溶于乙醇，进行透析，旋蒸，真空干燥，得到了乙氧基封端的超支化聚硅氨基酯。
25.实例4
26.端异氰酸酯基超支化聚硅氨基酯的制备方法：在氮气保护下，异佛尔酮二异氰酸酯与正硅酸乙酯以摩尔比为8:3反应，加入样品后，缓慢升温至110℃，并在此温度下进行搅拌，反应7h，期间逐渐升温至160℃，将产物溶于乙醇，进行透析，旋蒸，真空干燥，得到了异
氰酸酯基封端的超支化聚硅氨基酯。
27.实例5
28.端异氰酸酯基超支化聚硅氨基酯的制备方法：在氮气保护下，异佛尔酮二异氰酸酯与正硅酸乙酯以摩尔比为4:1反应，加入样品后，缓慢升温至110℃，并在此温度下进行搅拌，反应9h，期间逐渐升温至170℃，将产物溶于乙醇，进行透析，旋蒸，真空干燥，得到了异氰酸酯基封端的超支化聚硅氨基酯。
29.实例6
30.端异氰酸酯基超支化聚硅氨基酯的制备方法：在氮气保护下，异佛尔酮二异氰酸酯与正硅酸乙酯以摩尔比为8:1反应，加入样品后，缓慢升温至110℃，并在此温度下进行搅拌，反应11h，期间逐渐升温至180℃，将产物溶于乙醇，进行透析，旋蒸，真空干燥，得到了异氰酸酯基封端的超支化聚硅氨基酯。


技术特征：
1.一种聚集诱导发光超支化聚硅氨基酯的设计及其合成方法，其特征在于以异佛尔酮二异氰酸酯与正硅酸乙酯为原料，通过一步加聚反应得到，通过调整原料的配比，可以得到不同端基的超支化聚硅氨基酯，其所得超支化聚硅氨基酯的结构式如下所示：。2.一种聚集诱导发光超支化聚硅氨基酯的设计及其合成方法，其特征在于制备步骤如下：在氮气保护下，异佛尔酮二异氰酸酯与正硅酸乙酯为原料，以摩尔比为4:1～3通过一步加聚反应得到；加入样品后，缓慢升温至110℃，并在此温度下进行搅拌，反应7～11h，期间逐步升温至160℃～180℃，将产物溶于乙醇，进行透析，旋蒸，真空干燥，得到了超支化聚硅氨基酯。3.根据权利要求1所述，其特征在于：所合成的聚硅氨基酯在紫外光照射下可以发出明亮的蓝色荧光，并具有聚集诱导发光特性。

技术总结
本发明涉及一种聚集诱导发光超支化聚硅氨基酯的设计及其合成方法。在氮气保护下，异佛尔酮二异氰酸酯与正硅酸乙酯以一定的摩尔比通过简单的加聚反应得到。加入异佛尔酮二异氰酸酯与正硅酸乙酯后，缓慢升温至110℃，并在此温度下进行搅拌，逐步升温至160℃～180℃，反应7～11h，将产物溶于乙醇，进行透析，旋蒸，真空干燥，得到了超支化聚硅氨基酯。所合成的超支化聚硅氨基酯在紫外光照射下可以发出明亮的蓝色荧光，并具有聚集诱导发光特性。本合成方法，具有工艺简单、结构可控、无需溶剂以及环境友好等特点。合成的超支化聚硅氨基酯具有良好的生物相容性及生物降解性，以及其本身具有的聚集诱导发光特性，使其在细胞成像、药物递送等方面具有广泛的应用前景。递送等方面具有广泛的应用前景。递送等方面具有广泛的应用前景。


技术研发人员：王莲莲 韩雷
受保护的技术使用者：成都航空职业技术学院
技术研发日：2022.05.24
技术公布日：2022/8/30