一类双相发光的有机荧光材料及其制备方法技术

一种双相发光的有机荧光材料及其制备方法，如下的结构式：

A kind of biphasic luminescent organic fluorescent material and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一类双相发光的有机荧光材料及其制备方法
本专利技术涉及有机发光材料
，特别涉及在溶液态和固态两相状态下均能高效发光的一类双相发光的有机荧光材料及其制备方法，具体是用于爆炸物检测和固态指纹成像的发光材料及其制备方法。
技术介绍
相较于无机发光材料，有机荧光材料由于具有可调的分子结构和优良的发光性能，近年来在爆炸物等环境检测以及固态显示和成像等领域显示了巨大的应用潜力。然而，值得注意的是，传统的有机荧光材料通常在溶液状态下可以显示出较高的发光亮度和效率，因此往往被应用于溶液态下的离子检测领域。但是，这类材料在固态等聚集状态下的发光性能极易受到聚集淬灭的影响，最终造成其发光亮度和效率的极大下降，较难应用于固态显示与成像领域。为了解决传统荧光材料聚集态发光效率低的问题，2001年唐本忠院士等提出了“聚集诱导发光”的概念，并利用分子内转子单元等的聚集受限原理开发了系列高性能的聚集诱导发光材料。但是，值得注意的是，虽然聚集诱导发光材料可以通过分子转子受限等获得较好的聚集态发光，但是其溶液状态下的发光效率却通常较低，较难满足荧光材料在溶液状态下的高效应用。由此可见，开发出一类在溶液态和固态等两相状态下均能高效发光的有机荧光材料，对于丰富和发展有机荧光材料种类而言至关重要。同时，在溶液状态和固态下均能高效发光的有机荧光材料也能为实现其在上述两相状态下的深入应用研究提供可能。因此，如何设计一类双相发光的有机荧光材料，是目前有机发光材料研究的热点之一。
技术实现思路
为了克服目前有机荧光材料的缺陷，本专利技术的目的在于提供一类双相发光的有机荧光材料及其制备方法，构筑的材料不仅在溶液状态下具有较好的发光亮度及效率，在固态等聚集状态下依然可以高效发光，最终为进一步实现溶液状态下的爆炸物检测及固态指纹成像等奠定基础。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案为：一类双相发光的有机荧光材料，具有如下结构式：其中R为丁基，己基，辛基，癸基或十二烷基。基于上述双相发光的有机荧光材料的制备方法，包括以下步骤：以苝四甲酸二酐，烷基醇类化合物和烷基溴类化合物为原料，加入N,N-二甲基甲酰胺使之充分溶解，并以1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯DBU为反应催化剂，55℃-80℃条件下反应8-15小时后，经冷却、甲醇沉降、过滤和柱层析纯化，获得目标有机荧光材料。所述的烷基醇类化合物包括正丁醇、正己醇、正辛醇、正癸醇或正十二醇。所述的烷基溴类化合物包括1-溴丁烷、1-溴己烷、1-溴辛烷、1-溴癸烷或1-溴十二烷。所述的烷基醇类化合物与苝四甲酸二酐之间的摩尔比为(16-20)：1；烷基溴类化合物与苝四甲酸二酐之间的摩尔比为(13-18)：1；1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯DBU与苝四甲酸二酐的摩尔比为(8-12)：1。本专利技术所涉及的化合物合成及纯化工艺简单，制备成本较低；所得化合物可溶解于二氯甲烷、三氯甲烷、四氢呋喃等常用有机溶剂，在溶液态下具有优良的发光亮度和效率；所得化合物在固态等聚集状态下也具有较好的发射性能，可以应用于溶液状态下的爆炸物检测及固态指纹成像等的研究中。附图说明图1为本专利技术中化合物I在二氯甲烷溶液中的紫外吸收光谱图和荧光发射光谱图。图2为本专利技术中化合物I在固态下的荧光发射光谱图。图3为本专利技术中化合物Ⅱ在二氯甲烷溶液中的紫外吸收光谱图和荧光发射光谱图。图4为本专利技术中化合物Ⅱ在固态下的荧光发射光谱图。图5为本专利技术中化合物Ⅱ在溶液状态下的发光强度随苦味酸加入量的变化图。图6为本专利技术中化合物Ⅱ在溶液状态下的发光强度随苦味酸加入量的线性变化拟合图。图7为本专利技术中化合物Ⅱ在苦味酸存在时的荧光淬灭示意图。图8为本专利技术中化合物Ⅱ的固态指纹显微成像示意图。图9为本专利技术中化合物Ⅲ在二氯甲烷溶液中的紫外吸收光谱图和荧光发射光谱图。图10为本专利技术中化合物Ⅲ在固态下的荧光发射光谱图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的做详细叙述。实施例一本实施例中双相发光的有机荧光材料，具有如下(I)的结构式：本实施例的有机荧光材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一：以苝四甲酸二酐，正丁醇与1-溴丁烷为原料，加入N,N-二甲基甲酰胺使之充分溶解，并以1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)为反应催化剂，60℃条件下反应12小时后，经冷却、甲醇沉降、过滤和柱层析纯化后获得目标化合物(I)。所述的正丁醇与苝四甲酸二酐之间的摩尔比为18：1；1-溴丁烷与苝四甲酸二酐之间的摩尔比为15：1；1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)与苝四甲酸二酐的摩尔比10：1。反应式为：具体操作为：在250mL单口瓶中加入苝四甲酸二酐(500mg，1.27mmol)，正丁醇(1.70g,22.92mmol)与1-溴丁烷(2.62g,19.12mmol)，并加入N,N-二甲基甲酰胺100mL使之充分溶解。之后，加入反应催化剂1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)(1.93g,12.7mmol)。加热反应12小时后，冷却，用甲醇沉降，过滤去除溶剂后获得粗产物。选用石油醚和二氯甲烷混合溶剂作为展开剂，经柱层析分离提纯后获得橙色产物(I)698mg，产率为84％。产物的核磁波谱图为：1HNMR(400MHz,CDCl3)δ8.36(d,4H),8.08(d,4H),4.33(t,J＝8.3Hz,8H),1.77(m,J＝8.7Hz,8H),1.47(m,8H),0.98(t,12H).图1为本专利技术中的化合物(I)在二氯甲烷溶液中的紫外吸收光谱图和荧光发射光谱图。由该图可以发现，化合物(I)在溶液中具有较为优异的光吸收和发射性能，其中其吸收光谱在400-500nm范围内，而发射光谱在470-600nm范围内；图2为本专利技术中的化合物(I)在固态下的荧光发射光谱图，其发射光谱范围为550-750nm；值得注意的是，化合物(I)在溶液和固态下的均具有优异的发光效率，其荧光量子产率分别为95.02％和40.59％。实施例二本实施例中双相发光的有机荧光材料，具有如下(Ⅱ)的结构式：本实施例的有机荧光材料的制备方法，包括以下步骤：以苝四甲酸二酐，正己醇与1-溴己烷为原料，加入N,N-二甲基甲酰胺使之充分溶解，并以1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)为反应催化剂，60℃条件下反应12小时后，经冷却、甲醇沉降、过滤和柱层析纯化后获得目标化合物(II)。所述的正已醇与苝四甲酸二酐之间的摩尔比为18：1；1-溴己烷与苝四甲酸二酐之间的摩尔比为15：1；1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)与苝四甲酸二酐的摩尔比10：1。反应式为：具体操作为：在250mL单口瓶中加入苝四甲酸二酐(500mg，1.27mmol)，正己醇(2.34g,22.92mmol)与1-溴己烷(3.15g,1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一类双相发光的有机荧光材料，其特征在于，具有如下结构式：/n

【技术特征摘要】
1.一类双相发光的有机荧光材料，其特征在于，具有如下结构式：



其中R为丁基，己基，辛基，癸基或十二烷基。


2.根据权利要求1所述的一类双相发光的有机荧光材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
以苝四甲酸二酐，烷基醇类化合物和烷基溴类化合物为原料，加入N,N-二甲基甲酰胺使之充分溶解，并以1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)为反应催化剂，55℃-80℃条件下反应8-15小时后，经冷却、甲醇沉降、过滤和柱层析纯化，获得目标有机荧光材料。


3.根据权利要求2所述的一类双相发光的有机荧光材料的...

【专利技术属性】
技术研发人员：党东锋，奚朵，胥艳子，徐若寒，申起飞，孟令杰，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61