基于脱氢枞酸三芳胺的“ESIPT + AIE”型分子DTPA-HBT的构建及其对Cu2+ 的“开关”传感与防伪应用

研究人员针对传统荧光材料聚集导致猝灭（ACQ）和功能单一的问题，设计合成了一种兼具激发态分子内质子转移（ESIPT）和聚集诱导发光（AIE）特性的新型化合物DTPA-HBT。该分子通过协同效应实现大斯托克斯位移（280 nm），并成功应用于Cu2+ 特异性检测与荧光防伪，为松香资源高值化利用提供了新思路。

　　

荧光材料在生物成像、环境监测等领域应用广泛，但传统材料面临聚集导致猝灭（ACQ）的瓶颈。2001年发现的聚集诱导发光（AIE）现象为突破这一限制带来曙光，而激发态分子内质子转移（ESIPT）特性则能赋予材料更大的斯托克斯位移。如何将两者优势结合，并开发多功能材料成为研究热点。与此同时，天然可再生资源松香的开发也备受关注。

中国研究人员以脱氢枞酸为原料，通过引入苯并噻唑单元，设计合成具有AIE和ESIPT双特性的DTPA-HBT分子。研究采用Suzuki-Miyaura偶联反应构建分子骨架，结合紫外光谱、荧光光谱和密度泛函理论（DFT）计算系统分析其光物理性质。通过溶剂极性实验和聚集态测试验证AIE特性，并利用氢键动力学模拟阐明ESIPT机制。

材料与方法
研究以实验室自制的脱氢枞酸为起始原料，通过三步反应合成目标分子。关键步骤包括：1）制备中间体DTPA-Bpin；2）绿色合成苯并噻唑衍生物HBT-Br；3）钯催化交叉偶联获得DTPA-HBT。表征采用核磁共振（NMR）、质谱（MS）和X射线单晶衍射。

合成与表征
晶体结构分析显示分子中存在强分子内氢键（O-H···N，键长1.86 ?），这是ESIPT过程的结构基础。理论计算表明激发态分子呈现利于质子转移的平面构象，同时三芳胺单元扭曲空间结构抑制非辐射跃迁，共同促成AIE效应。

离子特异性检测
在乙醇/水（3:7）体系中，DTPA-HBT对Cu²⁺
表现出显著荧光猝灭（检出限0.28 μM），且不受其他15种金属离子干扰。机理研究表明Cu²⁺
与分子中N、O原子螯合，破坏ESIPT过程导致"关-开"响应。

结论
该研究首次在松香骨架中实现AIE与ESIPT的协同调控，理论计算揭示分子内氢键增强和构象限制是双特性共存的关键。DTPA-HBT不仅为铜离子检测提供高选择性探针，其独特的固态发光性能在防伪标签应用中展现出≥5次循环稳定性。

这项发表于《Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry》的工作，为理解AIE-ESIPT协同机制提供实验模型，同时拓展了生物基荧光材料的应用维度。Xuemei Wang等通过多学科方法证明，天然产物衍生化是开发先进功能材料的有效策略，为松香资源的高值化利用开辟了新途径。