一种以BODIPY为基本骨架的有机共轭分子材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种以BODIPY为基本骨架的有机共轭分子材料，其结构如式(I)所示，R1为H、烷基或烷氧基；R2为H或烷氧基；R3为烷基；R4、R5、R6及R7各自独立为H或烷氧基；该有机共轭分子材料的近红外吸收波长长达900nm，荧光发射波长大于900nm，且具有较高的荧光量子产率。

【技术实现步骤摘要】
一种以BODIPY为基本骨架的有机共轭分子材料及其制备方法
本专利技术涉及功能有机材料领域，具体地，涉及一种以BODIPY为基本骨架的有机共轭分子材料及其制备方法。
技术介绍
近红外有机共轭材料在光电器件，生物成像，光动力治疗等领域具有广泛的应用。虽然有很多工作是关于开发近红外材料的，但是到目前为止具有优异性能的近红外材料就很少，大多数化合物的荧光的最大值都在800nm以下。吸收和发射波长超过850nm并且具有较大荧光量子产率的材料很少。造长波染料荧光下降的因素主要原因包括以下几点：1)能隙变窄更加利于激发态电子在能级间非辐射跃迁。2)这些长波化合物通常都伴随较大的骨架结构，骨架振动以及激发态构型的转变都会造成很大的能量损失。3)较大的分子结构使得分子间作用力增加，促使染料更加容易聚集使得荧光淬灭。4)能隙变窄使得激发态的多重态能级之间相互作用造成激发态非辐射衰变增加。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种以BODIPY为基本骨架的有机共轭分子材料，该有机共轭分子材料的近红外吸收波长与荧光发射波长均较长且保持较高的荧光量子产率，其中，近红外吸收波长长达900nm，荧光发射波长大于900nm。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种以BODIPY为基本骨架的有机共轭分子材料，其结构如式(I)所示，其中，R1为H、烷基或烷氧基；R2为H或烷氧基；R3为烷基；R4、R5、R6及R7各自独立为H或烷氧基；本专利技术还提供了一种如式(I)所示化合物的制备方法，包括：a、将如式(A)所示化合物、如式(B)所示化合物、无机碱在醇类溶剂的存在下进行第一接触反应制得如式(1)所示的化合物，接着将如式(1)所示的化合物、硝基甲烷、有机碱在醇类溶剂的存下进行第二接触反应制得如式(2)所示的化合物；b、将如式(2)所示的化合物、醋酸铵在醇类溶剂的存下进行第三接触反应制得如式(3)所示的化合物；c、将如式(3)所示的化合物、液溴在卤代烃类溶剂的存在下进行第四接触反应制得如式(4)所示的化合物；d、将如式(4)所示的化合物、芳基硼酸、四三苯基膦钯、碳酸盐在芳香烃溶剂的存在下进行第五接触反应得到混合液，接着向所述混合液中加入有机碱和三氟化硼乙醚进行第六接触反应、提纯制得如式(5)所示化合物；e、将如式(5)所示化合物、氧化剂在卤代烃类溶剂的存在下进行第七接触反应制得如式(I)所示的化合物；根据上述技术方案，本专利技术中制得的如式(I)所示化合物具有较大的共轭体系且分子刚性较大，进而使其具备有较长的近红外吸收波长与荧光发射波长均较长且保持较高的荧光量子产率。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是测试例1中的吸收光谱图；图2是测试例1中的发射光谱图；图3是测试例2中的吸收光谱图；图4是测试例2中的发射光谱图；图5是测试例3中的吸收光谱图；图6是测试例3中的发射光谱图。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术提供了一种以BODIPY为基本骨架的有机共轭分子材料，其结构如式(I)所示，R1为H、烷基或烷氧基；R2为H或烷氧基；R3为烷基；R4、R5、R6及R7各自独立为H或烷氧基；上述技术方案中，所述R1-R7的基团可以在宽的范围内选择，但是为了提高式(I)所示化合物的近红外吸收波长及荧光量子产率，优选地，所述R1为H、C1-C12的烷基或C1-C12的烷氧基；所述R2为H或C1-C12的烷氧基；所述R3为C1-C12的烷基；R4、R5、R6及R7各自独立为H或C1-C12的烷氧基。上述技术方案中，为了进一步提高式(I)所示化合物的近红外吸收波长及荧光量子产率，优选地，所述R1为H、叔丁基、庚基、辛基、甲氧基或丁氧基；所述R2为H、甲氧基、丁氧基或十二烷氧基，所述R3为甲基、乙基、叔丁基、庚基或辛基，R4、R5、R6及R7各自独立为H或甲氧基、丁氧基或十二烷氧基；更优选地，所述R1为H或叔丁基；所述R2为H或甲氧基，所述R3为叔丁基，R4、R5、R6及R7各自独立为H或甲氧基。本专利技术中还提供了一种如式(I)所示化合物的制备方法，包括：a、将如式(A)所示化合物、如式(B)所示化合物、无机碱在醇类溶剂的存在下进行第一接触反应制得如式(1)所示的化合物，接着将如式(1)所示的化合物、硝基甲烷、有机碱在醇类溶剂的存下进行第二接触反应制得如式(2)所示的化合物；b、将如式(2)所示的化合物、醋酸铵在醇类溶剂的存下进行第三接触反应制得如式(3)所示的化合物；c、将如式(3)所示的化合物、液溴在卤代烃类溶剂的存在下进行第四接触反应制得如式(4)所示的化合物；d、将如式(4)所示的化合物、芳基硼酸、四三苯基膦钯、碳酸盐在芳香烃溶剂的存在下进行第五接触反应得到混合液，接着向所述混合液中加入有机碱和三氟化硼乙醚进行第六接触反应、提纯制得如式(5)所示化合物；e、将如式(5)所示化合物、氧化剂在卤代烃类溶剂的存在下进行第七接触反应制得如式(I)所示的化合物；上述技术方案中，各原料的用量比可以在宽的范围内选择，为了进一步提高制备产率，优选地，所述第一接触反应中，如式(A)所示化合物与如式(B)所示化合物、无机碱的摩尔比为1：1-1.2：1-3；所述第二接触反应中，如式(1)所示的化合物与硝基甲烷、二乙胺的摩尔比为1：6-10：6-10；所述第三接触反应中，如式(2)所示的化合物与醋酸铵的摩尔比为1：10-15；所述第四接触反应中，如式(3)所示的化合物与液溴的摩尔比我1：0.9-1.2；在步骤d中，如式(4)所示的化合物与芳基硼酸、四三苯基膦钯、碳酸盐、有机碱和三氟化硼乙醚的摩尔比为1：1-4：0.05-0.1：2-6：20-30：20-30；在步骤e中，如式(5)所示化合物与氧化剂的摩尔比为1：15-40。上述技术方案中，各反应的具体温度可以在宽的范围内选择，为了进一步提高反应速率及制备产率，优选地，所述第五接触反应、第六接触反应的反应温度各自独立地为90-120℃；所述第二接触反应、第三接触反应的反应温度各自独立为60-80℃；所述第一接触反应、第四接触反应及第七接触反应的反应温度各自独立为0-40℃。另外，在本专利技术中，各步骤中的接触反应时间均可以在宽的范围内选择，但是为了使得反应充分、提高产率，优选地，所述第一接触反应的时间为1-2h，所述第二接触反应的时间为12-15h，所述第三接触反应的时间为12-15h，所述第四接触反应的时间为8-10min，所述第五接触反应的时间为12-15h，所述第六接触反应的时间为0.5-0.6h，所述第七接触反应的时间为2-4h。上述技术方案中，所述无机碱、有机碱均可以在宽的范围内选择，为了进一步提高反应速率及制备产率，优选地，所述步骤a中，所述无机碱为氢氧化钾和/或氢氧化钠；步骤a、步骤d中，所述有机碱各自独立为三乙胺、二乙胺、DBU和哌啶中的一种或多种；其中，DBU是指1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯，是一种有位阻的脒类。进一步优选地，步骤a中所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以BODIPY为基本骨架的有机共轭分子材料，其特征在于，其结构如式(I)所示，R1为H、烷基或烷氧基；R2为H或烷氧基；R3为烷基；R4、R5、R6及R7各自独立为H或烷氧基；

【技术特征摘要】
1.一种以BODIPY为基本骨架的有机共轭分子材料，其特征在于，其结构如式(I)所示，R1为H、烷基或烷氧基；R2为H或烷氧基；R3为烷基；R4、R5、R6及R7各自独立为H或烷氧基；2.根据权利要求1所述的有机共轭分子材料，其中，所述R1为H、C1-C12的烷基或C1-C12的烷氧基；所述R2为H或C1-C12的烷氧基；所述R3为C1-C12的烷基；R4、R5、R6及R7各自独立为H或C1-C12的烷氧基。3.根据权利要求1所述的有机共轭分子材料，其中，所述R1为H、叔丁基、庚基、辛基、甲氧基或丁氧基；所述R2为H、甲氧基、丁氧基或十二烷氧基，所述R3为甲基、乙基、叔丁基、庚基或辛基，R4、R5、R6及R7各自独立为H、甲氧基、丁氧基或十二烷氧基；优选地，所述R1为H或叔丁基；所述R2为H或甲氧基，所述R3为叔丁基，R4、R5、R6及R7各自独立为H或甲氧基。4.一种如权利要求1-3中任意一项所述的式(I)所示有机共轭分子材料的制备方法，其特征在于，包括：a、将如式(A)所示化合物、如式(B)所示化合物、无机碱在醇类溶剂的存在下进行第一接触反应制得如式(1)所示的化合物，接着将如式(1)所示的化合物、硝基甲烷、有机碱在醇类溶剂的存下进行第二接触反应制得如式(2)所示的化合物；b、将如式(2)所示的化合物、醋酸铵在醇类溶剂的存下进行第三接触反应制得如式(3)所示的化合物；c、将如式(3)所示的化合物、液溴在卤代烃类溶剂的存在下进行第四接触反应制得如式(4)所示的化合物；d、将如式(4)所示的化合物、芳基硼酸、四三苯基膦钯、碳酸盐在芳香烃溶剂的存在下进行第五接触反应得到混合液，接着向所述混合液中加入有机碱和三氟化硼乙醚进行第六接触反应、提纯制得如式(5)所示化合物；e、将如式(5)所示化合物、氧化剂在卤代烃类溶剂的存在下进行第七接触反应制得如式(I)所示的化合物；5.根据权利要求4所述的制备方法，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝二红，焦莉娟，盛万乐，
申请(专利权)人：安徽师范大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34