一种基于激发波长依赖的三色荧光防伪材料的制备方法，包括以下步骤：利用Suzuki偶联反应将三亚苯硼酸和4‑邻碳硼烷溴苯偶联形成碳硼烷衍生物，将得到的碳硼烷衍生物熔融、研成粉末，掺杂进无色的芦荟膏中，制成图案。本发明专利技术碳硼烷衍生物制成的图案其具有多种颜色荧光的特点，该材料在三种激发波长下，呈现三种荧光颜色，可用作防伪材料。
Tri-color fluorescent anti-counterfeiting material based on excitation wavelength dependence, preparation method and Application
The preparation method of a three-color fluorescent anti-counterfeiting material based on excitation wavelength dependence includes the following steps: using Suzuki coupling reaction, triphenylboric acid and 4 o-carboborane bromobenzene are coupled to form carboborane derivatives, and the obtained carboborane derivatives are melted, powdered and doped into colorless aloe paste to form patterns. The pattern made of the carboborane derivative of the invention has the characteristics of multi-color fluorescence. The material exhibits three fluorescent colors under three excitation wavelengths and can be used as anti-counterfeiting material.
【技术实现步骤摘要】
基于激发波长依赖的三色荧光防伪材料、制备方法及应用
本专利技术属于化学
，具体涉及一种基于激发波长依赖的三色荧光防伪材料、制备方法及应用。
技术介绍
目前，假冒已经成为一个日益严重的世界性问题，因此，社会需要更先进的防伪技术手段来保护重要的信息和事物，比如奢侈品，纸币和证书等。在过去的几十年里，已经发展了各种防伪技术，包括最近的磁响应技术，等离子体安全标签和发光印刷等。其中因为发光印刷具有容易设计，容易操作，容易产业化的特点，所以被最广泛地应用在日常的防伪中，传统用于防伪的发光材料通常表现出单色，双色，双模式发光等。例如，逯乐慧教授(Designinglanthanide-dopednanocrystalswithbothup-anddown-conversionluminescenceforanti-counterfeiting,Nanoscale.2011,3,4804–4810)通过掺杂不同镧系元素的无机纳米晶体实现上转换和下转换两种模式的发光；宋延林教授(PatterningFluorescentQuantumDotNanocompositesbyReactiveInkjetPrinting,Small.2015,11,1649–1654)通过反应性喷墨印刷，把含荧光量子点的纳米复合材料进行图案化，从而实现防伪的目的；林恒伟教授(Triple-ModeEmissionofCarbonDots:ApplicationsforAdvancedAnti-Counterfeiting,Angew.Chem.2016,55,7231–7235)利用间二苯胺，聚乙烯醇和发光碳点形成的聚合物，实现了光致发光，上转换和室温磷光三种模式的防伪形式。但是，利用纯有机小分子实现激发可依赖的三色防伪材料尚未有出现。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于激发波长依赖的三色荧光防伪材料、制备方法及应用，本专利技术碳硼烷衍生物制成的图案其具有激发可依赖多色的特点，该材料在三种激发波长下，呈现三种荧光颜色，可用作防伪材料。本专利技术采取的技术方案是：一种基于激发波长依赖的三色荧光防伪材料的制备方法，其合成路线如下：称取4-邻碳硼烷溴苯(I)、三亚苯硼酸(II)、四三苯基膦钯和碳酸钠溶于四氢呋喃中；在氮气氛围保护下，80-100℃搅拌反应10-15h，同时，结合薄层层析(TLC)确定原料反应完全后，将反应体系用水和纯二氯甲烷萃取数次，收集萃取相，旋干后再用柱层析纯化，得到白色粉末，即目标产物碳硼烷衍生物(III)；将得到的碳硼烷衍生物熔融，在研钵中研成粉末，掺杂进无色的芦荟膏中，制得所述防伪材料。进一步地，4-碳硼烷溴苯(I)：三亚苯硼酸(II)：四三苯基膦钯：碳酸钠为1mmol：1.0-1.2mmol：0.05-0.1mmol：0.5-1.0mmol。进一步地，4-碳硼烷溴苯(I)：四氢呋喃为1mmol：30-40ml。进一步地，柱层析的淋洗液由石油醚与二氯甲烷按照10:1的体积比组成。进一步地，碳硼烷衍生物与芦荟膏的质量比为1-5％。进一步地，利用该掺杂的芦荟膏制成的图案在三种激发波长下呈现不同颜色，即390nm下蓝色，365nm下白色，254nm下黄色，以此作为防伪材料。本专利技术的有益效果：利用Suzuki偶联反应将三亚苯硼酸和4-碳硼烷溴苯偶联形成碳硼烷衍生物，经研究发现，这个衍生物在无定型状态下，在不同的激发波长，有三种不同的荧光颜色。到目前为止，利用纯有机小分子实现激发可依赖的三色防伪材料尚未有应用，因此可以用于防伪方面。基于防伪应用的设想，把得到的碳硼烷衍生物熔融，固体研碎后掺杂进无色的芦荟膏中制成印泥，然后使用印章印成所需图案(在本专利技术的两个实施例中，采用的是小狗和二维码图案)，将得到的图案在三种激发波长下照射，呈现三种荧光。这种防伪应用方式具有查验方便和不可代替性的特点。附图说明图1是本专利技术碳硼烷衍生物的分子结构单晶图谱；图2是本专利技术三色荧光防伪材料无定型态在不同激发波长下的荧光光谱图，根据荧光光谱图，在390nm激发下，峰值主要在420nm，因此荧光呈现蓝色，随着激发波长的减小，560nm的峰逐渐增强，变成420和560两个双峰，在365nm激发下，荧光呈现白色，激发波长继续减小，变成以560nm的峰占主导，因此254nm激发呈现黄色；图3是本专利技术三色荧光防伪材料(小狗图案)在三种激发波长下呈现不同颜色的照片，390nm激发下呈蓝色，365nm激发下呈白色，254nm激发下呈黄色；图4是本专利技术三色荧光防伪材料(二维码图案)在三种激发波长下呈现不同颜色的照片，390nm激发下呈蓝色，365nm激发下呈白色，254nm激发下呈黄色。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术作进一步说明。本专利技术公开了一种基于激发波长依赖的三色荧光防伪材料的制备方法，包括以下步骤：其合成路线如下：称取4-邻碳硼烷溴苯(I)、三亚苯硼酸(II)、四三苯基膦钯和碳酸钠溶于四氢呋喃中；其中，4-碳硼烷溴苯(I)：三亚苯硼酸(II)：四三苯基膦钯：碳酸钠：四氢呋喃为1mmol:1-1.2mmol:0.05-0.1mmol：0.5-1mmol：30-40ml；在氮气氛围保护下，80-100℃加热搅拌反应，反应10-15h；薄层层析(TLC)确定反应进程，终止反应后将反应体系用水和二氯甲烷体系萃取三次，收集萃取相，旋干后再用石油醚和二氯甲烷10:1的淋洗液做柱层析纯化，得到白色粉末，即目标产物碳硼烷衍生物(III)，其中，4-碳硼烷溴苯(I)分子量299g/mol；三亚苯硼酸(II)272g/mol；碳硼烷衍生物(III)446g/mol。实施例1一种基于激发波长依赖的三色荧光防伪材料的制备方法，包括以下步骤：称取4-碳硼烷溴苯(I)0.299g(1mmol)、三亚苯硼酸(II)0.272g(1mmol)、四三苯基膦钯0.057g(0.05mmol)和碳酸钠0.0525g(0.5mmol)溶于30ml四氢呋喃中；在氮气氛围保护下，80℃加热搅拌反应10h；同时，结合薄层层析(TLC)确定反应进程，终止反应后将反应体系用水和二氯甲烷体系萃取三次，再用10:1体积比的石油醚和二氯甲烷淋洗液做柱层析纯化，得到白色粉末0.134g，收率30％，即目标产物碳硼烷衍生物(III)，表征数据如下：1HNMR(400MHz,CDCl3)δ8.81-8.80(d,J＝4Hz,1H),8.74-8.66(m,5H),7.86-7.83(dd,J＝8,4Hz,1H),7.77-7.74(m,2H),7.72-7.67(m,4H),7.65-7.62(m,2H),4.03(s,1H),2.92-2.17(m,10H),HRMS(MALDI-TOF)m/z:[M]+446.885；分子的单晶结构如图1所示，可看出，本专利技术制备的碳硼烷衍生物为全新结构物质。实施例2一种基于激发波长依赖的三色荧光防伪材料的制备方法，包括以下步骤：称取4-碳硼烷溴苯(I)0.299g(1mmol)、三亚苯硼酸(II)0.326g(1.2mmol)、四三苯基膦钯0.057g(0.05mmol)和碳酸钠0.0525g(0.5mmol)溶于30ml四氢呋喃中；在氮气氛围保护下，80℃加热搅拌反应12本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于激发波长依赖的三色荧光防伪材料的制备方法，其特征在于，制备路线如下：
【技术特征摘要】
1.一种基于激发波长依赖的三色荧光防伪材料的制备方法，其特征在于，制备路线如下：首先称取4-邻碳硼烷溴苯(I)、三亚苯硼酸(II)、四三苯基膦钯和碳酸钠溶于四氢呋喃中；在氮气氛围保护下，80-100℃搅拌反应10-15h，同时，结合薄层层析确定原料反应完全后，将反应体系用水和二氯甲烷萃取数次，收集萃取相，旋干后再用柱层析纯化，得到白色粉末状的碳硼烷衍生物(III)；最后将得到的碳硼烷衍生物熔融固化后，在研钵中研成粉末，掺杂进无色的芦荟膏中即得所述防伪材料。2.如权利要求1所述的基于激发波长的三色荧光防伪材料的制备方法，其特征在于，4-邻碳硼烷溴苯(I)：三亚苯硼酸(II)：四三苯基膦钯：碳酸钠为1mmol：1.0-1.2mmol：0.05-0.1mmol：0.5-1.0mmol。3.如权利要求1所述的基于激发波长依赖的三色荧光防伪...
【专利技术属性】
技术研发人员：张玉建，吕春燕，杨合一，唐培松，臧启光，杨圣晨，
申请(专利权)人：湖州师范学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33
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