具有AIE特性的化合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种具有AIE和力致变色特性的化合物，该化合物是由双(4‑苯甲酰基)苯胺与4‑氟苯甲酰肼在溶剂和催化剂存在的条件下反应，60～80℃下搅拌回流3～6h而制备得到的。本发明专利技术还公开了所述化合物的制备方法和应用。本发明专利技术的具有聚集诱导发光和力致变色特性的化合物，合成方法简单，目标产物在反应过程中直接析出，无需进一步复杂的纯化步骤，合成绿色环保，节约材料。

Compounds with AIE Characteristic and Their Preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
具有AIE特性的化合物及其制备方法和应用
本专利技术涉及变色材料
，具体涉及一种兼具聚集诱导发光和力致变色特性的化合物，其制备方法和应用。
技术介绍
聚集诱导发光(AggregationInduceEmission，AIE)现象是2001年唐本苯忠课题组提出来的。传统的荧光材料通常在溶液中发光很强，但在固态或者聚集态时发光很弱甚至不发光，这种聚集诱导发光猝灭的现象极大程度的限制了荧光材料的使用。然而，AIE材料在溶液中发光很弱，在聚集态或者固态下发光却明显增强。这种AIE型材料可以广泛的应用在很多方面，尤其在太阳能电池，OLED，生物传感器，多重刺激响应材料等方面得到了很好的应用。某些材料在受到某些外界刺激时，比如光照、温度、电、压力、酸碱性等时，其光学性质会发生相应的改变，比如发光颜色。这类智能变色材料主要包括光致变色材料、热致变色材料、电致变色材料、气致变色材料、力致变色材料等。其中，力致变色是荧光物质在机械外力的作用下，其发光颜色发生明显变化的现象。在经过诸如加热处理或溶剂熏蒸等过程后，发光颜色又可以恢复到初始状态。由于荧光信号的变化易于检测，力致变色材料在光学记录、传感器、记忆芯片以及光电材料等领域有非常广阔的应用前景，引起了众多研究学者的关注。上述这类具有力致变色的性能的材料是一类固体材料，而具有聚集诱导发光效应的化合物往往有非常强烈的固态发光，这对于力致变色材料的实际应用是非常有帮助的。到目前为止，已被报道的同时具有聚集诱导发光和力致变色性质的化合物数量是比较有限的。因此，为了提高固体材料的荧光量子效率，以更高效地发挥力致变色材料的性能，研发出一种具有AIE性能的力致变色材料是非常有意义的。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种具有AIE和力致变色特性的化合物，以充分高效地发挥其力致变色的特性。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种具有AIE和力致变色特性的化合物，所述化合物含有典型的三苯胺结构，其结构式如式(Ⅰ)所示：进一步地，式(Ⅰ)化合物的制备方法包括以下步骤：将双(4-苯甲酰基)苯胺与4-氟苯甲酰肼在溶剂和催化剂存在的条件下反应，60～80℃下搅拌回流3～6h，即得到式(Ⅰ)所示的化合物。本专利技术还公开了一种具有AIE特性的化合物，所述化合物含有典型的三苯胺结构，其结构式如式(Ⅱ)所示：进一步地，式(Ⅱ)化合物的制备方法包括以下步骤：将双(4-苯甲酰基)苯胺与2-氟苯甲酰肼在溶剂和催化剂存在的条件下反应，50～60℃下搅拌回流3～6h，得到式(Ⅱ)所示的化合物。进一步地，所述溶剂为乙醇或甲醇，所述催化剂为冰醋酸或醋酸酐。进一步地，所述双(4-苯甲酰基)苯胺与2-氟苯甲酰肼或4-氟苯甲酰肼的摩尔比为1:2～1:3。进一步地，所述搅拌回流的温度为70℃，时间为5h。进一步地，还包括对反应后的混合液进行过滤、洗涤和重结晶的步骤。进一步地，所述双(4-苯甲酰基)苯胺是经如下的方法制备而成的：将N,N-二甲基甲酰胺冰水浴至0℃以下，逐滴加入三氯氧磷，搅拌，再加入三苯胺并将混合液加热至90～95℃，搅拌发生反应；反应完成后，将反应液冷却至室温，并倒入冰水中，然后调至中性，搅拌；经萃取、干燥浓缩后采用色谱柱分离得白色粉末，即为双(4-苯甲酰基)苯胺。此外，本专利技术还提供了所述的式(Ⅰ)化合物在制备信息存储材料、防伪材料、记忆材料以及力传感材料中的应用。本专利技术的有益效果：1、本专利技术的化合物的合成方法简单，目标产物在反应过程中直接析出，无需进一步复杂的纯化步骤，合成绿色环保，节约材料。2.本专利技术的两种三苯胺类化合物具有AIE性能，聚集时的荧光都明显增强，是很好的AIE材料；两种化合物的固态具有高荧光量子产率，且固态的式(Ⅰ)化合物具有力致变色性能，这类刺激响应的固体材料有很多潜在的应用。附图说明图1是本专利技术化合物1的质谱图；图2是本专利技术化合物2的质谱图；图3是本专利技术化合物1的核磁共振氢谱；图4是本专利技术化合物2的核磁共振氢谱；图5是化合物1(a)和化合物2(b)的红外光谱图，化合物1和2的C＝N双键分别在1644cm-1和1664cm-1伸缩震动；图6是化合物1在不同溶剂中的紫外吸收光谱(a)和荧光光谱(b)；图7是化合物2在不同溶剂中的紫外吸收光谱(a)和荧光光谱(b)；图8是化合物1在不同配比的THF/水中的紫外吸收光谱(a)和荧光光谱(b)；图9是化合物2在不同配比的THF/水中的紫外吸收光谱(a)和荧光光谱(b)；图10是化合物1研磨前(a)和研磨后(b)在自然光下和365nm紫外光下的照片；图11是化合物1研磨前和研磨后以及溶剂熏后的固体荧光图；图12是化合物1研磨前、研磨后以及溶剂熏后的XRD图；图13是化合物1和2的固体荧光图；图14是化合物1(a)和化合物2(b)的荧光量子产率图；其中，化合物1为具有式(Ⅰ)所示结构的化合物，化合物2为具有式(Ⅱ)所示结构的化合物。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。本专利技术各实施例中，乙醇，四氢呋喃，正己烷，甲苯，乙腈，甲醇，二氯甲烷，N,N'-二甲基甲酰胺，氘代DMSO均为光谱纯(GR)试剂。三氯氧磷，三苯胺，4-氟甲基苯甲酰肼，2-氟甲基苯甲酰肼，氢氧化钠，无水硫酸镁，冰乙酸均为分析纯(AR)。本专利技术各实施例中，使用到的检测仪器和检测方法如下：1、核磁氢谱(1HNMR)是通过(INOVA400)核磁仪，将待测小分析试样以DMSO-d6为溶剂，四甲基硅烷(TMS)为内标溶解后进行测试；2、元素分析是通过YannacoCHNSOCorderMT-3元素分析仪来测试；3、熔点是在KoflerHB熔点仪上测试的；4、小分子质谱(MS)是通过以乙腈做溶剂，过滤后通过Accurate-MassTOFLC/MS质谱仪测试；5、傅里叶红外变换光谱(FT-TR)测试是在VERTEX70傅里叶变换红外光谱仪上测的；6、紫外-可见光谱(UV-vis)是在CARY50紫外可见分光光度计上测试，溶剂效应是配置不同极性的溶剂的化合物溶液(10μM)，聚集效应是配置一系列THF和水的溶液(10μM)；7、发射光谱的测试，溶剂效应是配置不同极性的溶剂的化合物溶液(50μM)，聚集效应是配置一系列THF和水的溶液(50μM)，在瞬态/稳态荧光分光光度计(FLS920)上测试。8、相对和绝对荧光量子产率荧光量子产率是评价荧光材料发光强弱的一个重要的指标之一。单光子荧光量子产率是通过发出的荧光的总量子数与吸收量子数的比值计算的。通常情况下，采用量子计数法直接测量单光子荧光量子产率，然而由于这个实验过程极其复杂，大多数研究者们更愿意采用参比法来测定荧光物质的量子效率。参比法是指在其他条件相同的情况下测定待测化合物与参比物的紫外和荧光光谱，然后通过下式进行计算:Φu＝Φs(1)其中u和s分别代表待测物和参比物，Φ表示荧光量子产率，I代表荧光积分面积，A为吸光度。在本实验中，以蒽的乙醇溶液(Φ＝0.27)为参比，以参比物和待测物的紫外光谱图的交点处的吸收峰值作为荧光光谱的激发波长，从而得到参比物和待测物相应的荧光发射谱，将荧光发射光谱的积分面积，带入公式(1)即可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有AIE和力致变色特性的化合物，其特征在于，所述化合物含有典型的三苯胺结构，其结构式如式(Ⅰ)所示：

【技术特征摘要】
1.一种具有AIE和力致变色特性的化合物，其特征在于，所述化合物含有典型的三苯胺结构，其结构式如式(Ⅰ)所示：2.如权利要求1所述的具有AIE和力致变色特性的化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将双(4-苯甲酰基)苯胺与4-氟苯甲酰肼在溶剂和催化剂存在的条件下反应，60～80℃下搅拌回流3～6h，即得到式(Ⅰ)所示的化合物。3.一种具有AIE特性的化合物，其特征在于，所述化合物含有典型的三苯胺结构，其结构式如式(Ⅱ)所示：4.如权利要求3所述的具有AIE特性的化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将双(4-苯甲酰基)苯胺与2-氟苯甲酰肼在溶剂和催化剂存在的条件下反应，50～60℃下搅拌回流3～6h，得到式(Ⅱ)所示的化合物。5.如权利要求2或4所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂为乙醇或甲醇，所述催化剂为冰醋酸或醋酸酐。6.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：周为群，
申请(专利权)人：江苏萨瑞斯医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32