本发明专利技术公开了一种具有AIEE性质的1,4‑二氢吡啶衍生物及其制作工艺及应用，属于有机发光材料技术领域。该衍生物具有优良的聚集诱导发光增强的性质，在固态下具有非常高量子产率，分子结构简单、分子量少，具有应用于化学传感，生物传感，生物成像，发光器件等领域的潜在价值。其制作工艺是乙醛、闭合型二羰基化合物和乙酸铵为原料，一步合成，制备工艺简单。
【技术实现步骤摘要】
一种具有AIEE性质的1,4-二氢吡啶衍生物及其制作工艺及应用
本专利技术涉及有机发光材料
，具体涉及聚集诱导发光
，特别涉及一种具有AIEE性质的1,4-二氢吡啶衍生物及其制作工艺及应用。
技术介绍
独特的聚集诱导发射/聚集诱导发射增强(Aggregation-InducedEmission/Aggregation-InducedEmissionEnhance，AIE/AIEE)效应因为与传统的聚集诱导淬灭(Aggregation-CausedQuenching,ACQ)效应完全相反，目前已经吸引了广泛的研究兴趣，并且这样一种效应已经为构建聚集态发射体铺平了道路。一般来说，AIE荧光团的骨架结构特点都是将多个芳香族转子和中心定子通过可旋转单键相连。在溶液中，这些芳香族转子绕单键自由的旋转消耗了激发态能量，导致这些分子几乎不发射荧光；而在聚集状态下，由于空间限制，分子的内旋转受到了很大限制，这样，激发态分子只能通过辐射衰变的方式回到基态，从而使荧光发射显著的增强。AIEE荧光团与AIE荧光团类似但又不完全相同，它们会随着聚集程度的增加而使得荧光强度也逐渐增加。AIEE荧光团通常包含更小或更少的可旋转单元，并且也通常有更小的扭转幅度，这就削弱它们消耗激发态能量的能力。与旋转式的AIE/AIEE荧光团相比，一些新兴的AIE/AIEE分子是没有任何的转子结构的，这就不能简单的用限制分子内旋转的模型来解释它的AIE/AIEE现象了。随着更加深入的研究，人们将AIE/AIEE的发生机制统一到一个更加普遍机理上来，即限制分子内的运动。通过理解AIE/AIEE的发生过程，为不同的应用设计和合成新型的AIE/AIEE荧光团已经成为了现在研究的热点。目前，已经构建了大量的AIE/AIEE分子，例如四苯乙烯衍生物和六苯基噻咯衍生物等，但是它们也存在很多的不足，例如它们的结构都非常复杂，分子量高，需要通过繁琐的反应步骤来制备，量子产率低等等。这些缺点极大地阻碍了AIE/AIEE荧光团的发展。因此，从基础研究和实践应用的角度来看，如何发展小型结构同时又具有高荧光量子产率的AIE/AIEE荧光团(分子量低于300)成为了目前亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有AIEE性质的1,4-二氢吡啶衍生物及其制作工艺及应用，以解决现有技术中AIE/AIEE荧光团分子结构大、分子量大、荧光量子产率低的技术问题。本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。一种具有AIEE性质的1,4-二氢吡啶衍生物，其通式如下：其中，n＝1，2或3。当n＝1时，其化学式为C12H13NO2，化学名称为8-甲基-2,3,5,6-四氢二环戊二烯并[b,e]吡啶-1,7(4H,8H)-二酮，简称化合物1a，分子结构如下：当n＝2，其化学式为C14H17NO2，化学名称为9-甲基-2,3,4,5,6,7,9,10-八氢吖啶-1,8-二酮，简称化合物1b，分子结构如下：当n＝3时，其化学式为C16H21NO2，化学名称为12-甲基-2,3,4,5,7,8,9,10-八氢二环庚烯[b,e]吡啶-1,11(6H,12H)-二酮，简称化合物1c，分子结构如下：经检测，本专利技术的化合物1a、化合物1b和化合物1c均表现出AIEE效应，其分子量均未超过300，分子量小，结构简单,不存在任何可旋转的部分(这是与现有绝大部分AIE/AIEE荧光团的不同之处)，并且具有高荧光量子产率；其中，化合物1a的分子量为203，是目前所了解的具有最小分子量的AIEE荧光团，并且荧光量子产率可达80.9％。上述具有AIEE性质的1,4-二氢吡啶衍生物的制作工艺，包括：将乙醛、闭合型二羰基化合物和乙酸铵按照1:1:3的摩尔比加入至水或乙醇中，搅拌回流，反应完成后制得具有AIEE性质的1,4-二氢吡啶衍生物；其中，闭合型二羰基化合物的通式如下：其中，n＝1，2或3。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，上述制作工艺还包括将反应完成后得到的产物冷却至室温，然后进行过滤、洗涤以及柱层析分离纯化和真空干燥处理。上述具有AIEE性质的1,4-二氢吡啶衍生物在制备聚集诱导发光体中的应用。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本专利技术在中心结构二氢吡啶核两侧引入闭合型羰基，形成具有AIEE效应的荧光分子，获得了小分子量和结构简单的荧光分子，能够在固态下保持高的荧光量子产率。本专利技术的制作工艺简单，能够一步合成目标产物：具有AIEE性质的1,4-二氢吡啶衍生物，极大地节约了时间，提高了工作效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术的具有AIEE性质的1,4-二氢吡啶衍生物的合成路线图；图2(A)为本专利技术实施例的化合物1a的荧光发射光谱；图2(B)为本专利技术实施例的化合物1b的荧光发射光谱；图2(C)为本专利技术实施例的化合物1c的荧光发射光谱；图3(A)为本专利技术实施例的化合物1a的单晶结构图；图3(B)为本专利技术实施例的化合物1a的堆积模式示意图；图4(A)为本专利技术实施例的化合物1b的单晶结构图；图4(B)为本专利技术实施例的化合物1b的堆积模式示意图；图5(A)为本专利技术实施例的化合物1c的单晶结构图；图5(B)为本专利技术实施例的化合物1c的堆积模式示意图；图6为本专利技术实施例的化合物1a、1b和1c的优化结构、前线轨道和能级示意图；图7为本专利技术实施例的化合物1a、1b和1c的在气态下优化的基态(S0)和激发态(S1)几何结构；图8为本专利技术实施例的化合物1a的在气态和固态下优化的基态(S0)和激发态(S1)几何结构。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。实施例1本专利技术实施例的化合物1a，其化学式为C12H13NO2，化学名称为8-甲基-2,3,5,6-四氢二环戊二烯并[b,e]吡啶-1,7(4H,8H)-二酮，分子结构如下：该化合物1a的制作工艺为：将1mmol的乙醛、1mmol的闭合型二羰基化合物和3mmol的乙酸铵加入到2mL乙醇中，搅拌回流5h。待反应完成后，冷却至室温，过滤，并用10mL水洗涤两次。继续用10mL石油醚洗涤，去除未反应的原料。所得粗产品通过柱色谱法进一步纯化(流动相：石油醚/乙酸乙酯)。最后真空干燥，制得化合物1a。图1为本专利技术实施例的具有AIEE性质的1,4-二氢吡啶衍生物的合成路线，其中，闭合型二羰基化合物的化学通式如下：在本实施例中，n＝1。实施例2本专利技术实施例的化合物1b，其化学式为C14H17NO2，化学名称为9-甲基-2,3,4,5,6,7,9,10-八氢吖啶-1,8-二酮，分子结构如下：该化合物1b的制作工艺与化合物1a的制作工艺相同(反应介质可以是水也可以是乙醇，但是水的效果好)，区别在于，本实施例的闭合型二羰基化合物本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有AIEE性质的1,4‑二氢吡啶衍生物，其通式如下：
【技术特征摘要】
1.一种具有AIEE性质的1,4-二氢吡啶衍生物，其通式如下：其中，n＝1，2或3。2.权利要求1所述的具有AIEE性质的1,4-二氢吡啶衍生物的制作工艺，其特征在于，包括：将乙醛、闭合型二羰基化合物和乙酸铵按照1:1:3的摩尔比加入至水或乙醇中，搅拌回流，反应完成后制得所述具有AIEE性质的1,4-二...
【专利技术属性】
技术研发人员：王娜，余孝其，张威，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川,51
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