一种AIE化合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及具有AIE性质的化合物及其制备方法。该化合物化学式为：C14H8Br2N4O6·2(C2H6OS)，其中C2H6OS为二甲基亚枫(DMSO)。将水合肼缓慢加入3‑溴‑5‑硝基水杨醛的无水乙醇中，混合搅拌；水合肼和3‑溴‑5‑硝基水杨醛的摩尔比为1:(4～6)；搅拌过程中，滴加1～5滴6mol/L硫酸，加热回流搅拌2小时；反应完成后抽滤并用水/乙醇混合溶剂洗涤沉淀物，抽滤得到固体产物(C14H8Br2N4O6)，将该固体产物溶解于二甲基亚砜(DMSO)溶液中，得到的晶体即为所述化合物。该化合物具有较强的AIE效应并且在不同pH缓冲溶液中对H

A kind of AIE compound and its preparation method and Application

The invention relates to compounds with AIE properties and a preparation method thereof. The chemical formula of the compound is C14H8Br2N4O6.2 (C2H6OS), in which C2H6OS is dimethylmaple (DMSO). Hydrazine hydrate was slowly added to anhydrous ethanol containing 3 bromo 5 nitrosalicylaldehyde and stirred; the molar ratio of hydrazine hydrate to 3 bromo 5 nitrosalicylaldehyde was 1:(4-6); in the stirring process, 1-5 drops of 6mol/L sulfuric acid were added to heat the reflux stirring for 2 hours; after the reaction, the precipitate was extracted and filtered with water/ethanol mixed solvent, and the solid product (C14H8Br2N4O6) was obtained. The bulk product is dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) solution and the resulting crystal is the compound. The compound has strong AIE effect and can be applied to H in different pH buffer solutions.

【技术实现步骤摘要】
一种AIE化合物及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种有机发光材料，具体涉及一种具有聚集诱导发光(AIE)效应并且在不同pH缓冲溶液中对H+有不同响应的有机化合物及其制备方法。
技术介绍
以聚集诱导发光(AIE)为特征的发光材料引起了人们的极大兴趣。通常，发色团聚集对发光过程有两种影响，即聚合引起的猝灭(ACQ)现象和聚集诱导发光(AIE)现象。一般情况下，有机发光材料在稀溶液中表现出现强烈的荧光现象，然而在聚集状态下则呈现出微弱荧光甚至无荧光，这是ACQ现象。有些化合物分子，在溶液中几乎不发光，但在聚集的状态下发光增强，由于此发光增强是由化合物分子聚集所导致的，这类现象定义为“聚集诱导发光”(AIE)。聚集诱导发光(AIE)的研究在近十年得到了极大发展，在AIE体系中，聚集体的荧光往往比它们各自的荧光强度大。相较于ACQ现象，AIE现象更加受到大家的关注，目前，具有AIE效应的光敏器件在固态发光器件、生物成像、离子鉴别、分子离子传感器等科技前沿领域具有很大的应用市场。目前报道的AIE分子大多数基于多苯基噻咯，四苯基吡嗪等衍生物，这些化合物制备过程繁琐，分离困难。能选择性检测H+离子且具有AIE效应的水杨醛希夫碱类化合物还未有报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够检测H+离子，且具有AIE性质的化合物及其制备方法。根据本专利技术的一个方面，提供一种AIE化合物，其化学式为：C14H8Br2N4O6·2(C2H6OS)，其中C2H6OS为二甲亚枫(DMSO)，C14H8Br2N4O6的结构式为：所述化合物C14H8Br2N4O6·2(C2H6OS)的晶体属于三斜晶系，空间群为P-1，晶胞参数：α＝85.578(5)°，β＝85.942(5)°，γ＝86.310(5)°。该化合物分子结构中，酚羟基上的氢原子与希夫碱双键紧邻的氮原子之间存在分子内氢键；化合物主体分子C14H8Br2N4O6在同一平面上，且沿c轴方向，化合物分子呈线性结构排列。根据本专利技术的另一方面，提供一种上述AIE化合物的制备方法，包括步骤：(1)将水合肼缓慢加入3-溴-5-硝基水杨醛的无水乙醇中，混合搅拌；水合肼和3-溴-5-硝基水杨醛的摩尔比为1:(4～6)；(2)搅拌过程中，滴加1～5滴6mol/L硫酸，加热回流搅拌2小时；(3)反应完成后抽滤并用水/乙醇混合溶剂洗涤沉淀物，抽滤得到固体产物(C14H8Br2N4O6)，将该固体产物溶解于二甲基亚砜(DMSO)溶液中，得到的晶体即为所述化合物。进一步地，步骤(1)中，水合肼和3-溴-5-硝基水杨醛的摩尔比为1:5。此时得到的化合物的产率最高。进一步地，步骤(3)中，水/乙醇混合溶剂中水/乙醇的体积比为1:2。本专利技术提供的化合物化合物C14H8Br2N4O6·2(C2H6OS)至今未被报道，室温条件下，该化合物有较强的AIE效应，并且在pH<7.0的水溶液中，350nm的激发波长条件下，560nm处得到该化合物的发射波长；如果pH≥7.0，化合物则没有该荧光光谱性质。化合物C14H8Br2N4O6·2(C2H6OS)可作为检测水溶液中H+的荧光探针。该化合物的制备工艺简单，反应条件易操作，分离提纯步骤简单；晶体样品纯度高，生长快，收率高。附图说明图1实施例1制备的化合物C14H8Br2N4O6·2(C2H6OS)的晶体结构图。图2实施例1化合物C14H8Br2N4O6·2(C2H6OS)在室温乙醇-水混合体系溶液中荧光强度变化图谱。图3实施例1化合物C14H8Br2N4O6·2(C2H6OS)在不同pH缓冲溶液中的荧光发射光谱(狭缝宽10，激发波长350nm)。图4实施例1化合物C14H8Br2N4O6·2(C2H6OS)的核磁共振氢谱。图5实施例1化合物C14H8Br2N4O6·2(C2H6OS)的电喷雾质谱图。具体实施方式实施例1.量取无水乙醇40毫升，溶解3-溴-5-硝基水杨醛2.4868克(10mmol)，于圆底烧瓶中，溶液呈红黄色；量取水合肼61μL(2mmol)，逐滴加入到上述溶液中，搅拌，加入一滴6mol/L硫酸，加热回流2小时后停止加热，待反应温度降至室温，真空抽滤反应物，用水/乙醇混合溶剂(体积比1:2)洗涤沉淀物，抽滤，得到淡黄色固体，干燥。将该淡黄色固体溶解于二甲基亚砜(DMSO)溶液中，密封静置，数小时后有橙色针状晶体析出。1HNMR(600MHz,DMSO-d6)(ppm)9.262(s,2H,-HC＝N-),8.658(s,2H,Ph-H),8.551(s,2H,Ph-H)。电喷雾质谱结果(m/z),found:486.87(100％),calcd:[M-H]-486.87。过滤收集，产率为68％。该化合物的结构测定：晶体结构测定采用BrukerAPEX-IIX-射线单晶衍射仪，采用石墨单色化的Mo-Ka射线为入射光源，以ω-2扫描方式收集衍射点，使用SMART软件判定晶胞参数，通过SAINTPlus程序进行数据还原，使用SADABS程序进行吸收校正，最终数据通过SHELXS-97程序包采用直接法进行解析。其晶体学数据和结构精修数据列于表1。表1化合物的晶体学数据该化合物分子结构中，酚羟基上的氢原子与希夫碱双键紧邻的氮原子之间存在分子内氢键；化合物主体分子C14H8Br2N4O6在同一平面上，且沿c轴方向，化合物分子呈线性结构排列。化合物分子中存在两个二甲基亚砜溶剂分子，C14H8Br2N4O6中的酚羟基氧原子O1与二甲基亚砜分子中的甲基氢原子H10A通过氢键C10—H10A···O1结合，该键长为同时，该二甲基亚砜分子中的氧原子O3A与苯环上的氢原子H7通过氢键C7—H7···O3A相连，该键长为分子之间通过这些弱相互作用构成链状分子结构。该化合物的AIE效应以及在不同pH缓冲溶液中对H+的响应：在乙醇-水体系中，紫外灯照射下，化合物C14H8Br2N4O6·2(C2H6OS)的水溶液颜色为橘黄色，随着溶剂中水的比例降低，化合物在溶液中的颜色逐渐变浅，当乙醇含量达到50％时，该溶液颜色几近无色。但是在纯乙醇中，溶液颜色为黄色，该现象表明化合物C14H8Br2N4O6·2(C2H6OS)具有AIE活性。我们对该系列溶液进行荧光光谱扫描实验，狭缝宽度为10，激发波长350nm条件下，化合物的荧光光谱如图2所示。(1)在纯乙醇溶剂，化合物有一定的荧光；(2)当乙醇含量在10％-50％时，化合物没有荧光；(3)当混合溶剂的含水量逐渐升高，化合物的荧光强度也随之增大；(4)化合物在纯水溶剂中，荧光强度达到最高。这个荧光强度的变化与化合物在紫外灯照射下的现象吻合。把缓冲溶液的pH范围扩大为1.0—10.0。配制终浓度为10μmol的该化合物在不同pH缓冲溶液中，荧光光谱如图3所示，化合物在pH≥7.0的PBS缓冲溶液中，荧光强度为零；而在pH<7.0的缓冲溶液中，560nm处有荧光发射光谱，且随着缓冲溶液的pH降低该化合物的荧光光谱强度逐渐增强，pH＝1.0时达到最大。化合物C14H8Br2N4O6·2(C2H6OS)可作为一种pH荧光探针。实施例2.量取无水乙醇40毫升，溶解3-溴-5-硝基水杨醛2.9842克(12mmol)，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种AIE化合物，其特征在于，化学式为：C14H8Br2N4O6·2(C2H6OS)，其中C2H6OS为二甲基亚枫(DMSO)，C14H8Br2N4O6的结构式为：

【技术特征摘要】
1.一种AIE化合物，其特征在于，化学式为：C14H8Br2N4O6·2(C2H6OS)，其中C2H6OS为二甲基亚枫(DMSO)，C14H8Br2N4O6的结构式为：2.根据权利要求1所述的AIE化合物，其特征在于，所述化合物C14H8Br2N4O6·2(C2H6OS)的晶体属于三斜晶系，空间群为P-1，晶胞参数：α＝85.578(5)°，β＝85.942(5)°，γ＝86.310(5)°。该化合物分子结构中，酚羟基上的氢原子与希夫碱双键紧邻的氮原子之间存在分子内氢键；化合物主体分子C14H8Br2N4O6在同一平面上，且沿c轴方向，化合物分子呈线性结构排列。3.权利要求1或2所述的AIE化合物的制备方法，其特征在于：包括步骤：(1)将水合肼缓慢加入3-溴-5-硝基水杨醛的无...

【专利技术属性】
技术研发人员：马玲，白杨，路敏，何婧，
申请(专利权)人：晋中学院，
类型：发明
国别省市：山西,14