基于双咔唑吡啶衍生物的纯有机磷光材料的制备方法技术

基于双咔唑吡啶衍生物的纯有机磷光材料的制备方法属于有机智能材料领域，结构式为如下式所示的一种：其中R选自以下中的一种：

【技术实现步骤摘要】
基于双咔唑吡啶衍生物的纯有机磷光材料的制备方法


[0001]本专利技术属于有机智能材料领域，
技术实现思路
是具有聚集发射(AIE)、可见光激发和余晖颜色可调的磷光材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]磷光材料近年来逐渐成为研究热点，这类材料在外界光源激发后，仍能产生寿命大于100ms的余晖，因此在传感器、生物成像、应急标志、信息存储、安全保护、有机发光二极管等方面具有潜在应用。目前，有关磷光材料的报道已有不少，但是具有AIE、可见光激发、余晖颜色可调性质的磷光材料还非常罕见。
[0003]大多数已报道的磷光材料主要分为两类，一类是无机和金属有机配合物，然而，这一类材料高成本和毒性，无机材料制备温度高等缺点限制了其实际应用。因此，亟需发展另一类纯有机磷光材料。
[0004]目前，实现超长有机磷光的方法主要有两种：1、促进系间窜跃(ISC)，例如引入杂原子或者卤素原子，重原子的作用可以增加自旋轨道耦合，从而提高ISC速率；2、抑制非辐射衰变，例如主客体参杂，晶体工程，H-聚集等。研究表明，如果将两种调控方式相结合，能够有效实现超长室温磷光。本专利技术中设计了以吡啶环为核心，其中两个咔唑基和一个酰胺基或者氰基与其相连，最终成功制备得到具有AIE、可见光激发和余晖可调的磷光材料。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种具有AIE、可见光激发和余晖可调的磷光材料的制备方法和应用。
[0006]本专利技术提供一种余晖可调的室温有机磷光材料，其中，结构式如下式所示的一种：
[0007][0008]其中R选自以下中的一种：
[0009]-CN，-CONH2[0010]根据本专利技术的目的，提供了上述分子的制备方法，包括步骤：
[0011]在常压条件下，加入反应原料后，将反应温度升至反应温度，获得目标产物。
[0012]可选地，所述反应温度为100℃～180℃，反应时间为1～12h。
[0013]优选地，所述反应温度为130℃～150℃，反应时间为10～12h。
[0014]可选地，所述反应混合物中还包括有机溶剂，所述有机溶剂选自N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜中的一种。
[0015]可选地，所述原料的摩尔比为咔唑：3,5-二氟-4-吡啶甲腈或2-氰基-3,5-二氟吡
啶：碳酸钾为1：1：2～3.
[0016]可选地，所述方法还包括：反应完成后，洗涤、分液、萃取、干燥、提纯，得到所述反应分子。
[0017]作为一种实施方法，所述分子合成方法，包括步骤：
[0018]在常压条件下，将咔唑、3,5-二氟-4-吡啶甲腈或2-氰基-3,5-二氟吡啶溶于有机溶剂中，充分溶解后，加入碳酸钾，然后升温至反应温度，反应一段时间后经过洗涤、分液、萃取、干燥、提纯，得到所述反应分子。
[0019]本专利技术的优点及其应用前景：
[0020]本专利技术所提供的合成路线简单高效，操作简单耗时短，总产率可达80％以上。
[0021]本专利技术中目标分子pDCzPyAm，在365nm紫外灯照射下呈现蓝色荧光，在关闭紫外灯后，能观察到肉眼可见的黄色余晖。同时该分子还具有AIE性质，在智能材料领域如生物成像和有机发光二极管等方面有应用前景。
[0022]本专利技术中目标分子oDCzPyAm，在365nm紫外灯照射下呈现黄绿色荧光，在关闭紫外灯后，能观察到肉眼可见的黄绿色余晖。同时在使用手机LED光源照射后，产生绿色余晖，在防伪和保密复写等方面有应用前景。
[0023]本专利技术中目标分子pDCzPyCN，在365nm紫外灯照射下呈现绿色荧光，在关闭紫外灯后，能观察到肉眼可见的绿色余晖。
[0024]本专利技术中目标分子oDCzPyAm，在365nm紫外灯照射下呈现蓝色荧光，在关闭紫外灯后，能观察到肉眼可见的白色余晖。
[0025]这种以吡啶环为核心的有机磷光材料，具有以下优点：(1)合成简单易行；(2)余晖颜色可调节；(3)具有良好的性能，可重复使用。
[0026][0027]pDCzPyAm,oDCzPyAm,pDCzPyCN,oDCzPyCN的分子结构。
附图说明
[0028]图1为化合物pDCzPyAm的荧光(黑线)、磷光(虚线)光谱。横坐标为波长，单位：纳米；纵坐标为发射强度。
[0029]图2为化合物pDCzPyAm在紫外灯下(365nm)和关闭紫外灯后的光学照片。
[0030]图3为化合物pDCzPyAm的不同水和四氢呋喃比例下的荧光光谱。横坐标为波长，单位：纳米；纵坐标为发射强度。
[0031]图4为化合物oDCzPyAm的荧光(黑线)、磷光(虚线)光谱。横坐标为波长，单位：纳米；纵坐标为发射强度。
[0032]图5为化合物oDCzPyAm在紫外灯下(365nm)和关闭紫外灯后的光学照片。
[0033]图6为化合物oDCzPyAm在LED灯下和关闭LED灯后的光学照片。
[0034]图7为化合物pDCzPyCN的荧光(黑线)、磷光(虚线)光谱。横坐标为波长，单位：纳米；纵坐标为发射强度。
[0035]图8为化合物pDCzPyCN在紫外灯下(365nm)和关闭紫外灯后的光学照片。
[0036]图9为化合物oDCzPyCN的荧光(黑线)、磷光(虚线)光谱。横坐标为波长，单位：纳米；纵坐标为发射强度。
[0037]图10为化合物oDCzPyCN在紫外灯下(365nm)和关闭紫外灯后的光学照片。
[0038]图11为化合物pDCzPyAm,oDCzPyAm,pDCzPyCN,oDCzPyCN的寿命衰减曲线
具体实施方式
[0039]1.合成路线及具体合成步骤
[0040][0041]pDCzPyCN和pDCzPyAm的合成
[0042]取一个50mL的圆底烧瓶，称量咔唑(836.1mg，5mmol)，3,5-二氟-4-吡啶甲腈(610.5mg，5mmol)。加入20mL的分析纯二甲基亚砜，充分溶解后，加入碳酸钾(2.075g，15mmol)，然后加热到150℃下反应12个小时。冷却至室温，水洗，萃取，分液，有机相用无水硫酸钠干燥后，旋蒸移去溶剂，通过硅胶色谱柱提纯得到绿色固体(0.91g，82.85％)，白色固体(0.95g，84.07％)。
[0043]pDCzPyCN核磁氢谱1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δ9.10(s,2H),8.19(d,J＝7.9Hz,4H),7.53(ddd,J＝8.4,7.3,1.2Hz,4H),7.44
–
7.33(m,8H).
[0044]pDCzPyCN是三斜晶系，晶胞参数如下所示：α＝105.516(2)
°
，β＝91.670(2)
°
，γ＝100.816(2)
°
[0045]pDCzPyAm核磁氢谱1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.91本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于双咔唑吡啶衍生物的纯有机磷光材料，结构式为如下式所示的一种：其中R选自以下中的一种：-CN，-CONH22.制备如权利要求1所述的基于双咔唑吡啶衍生物的纯有机磷光材料的方法，其特征在于：在常压条件下，加入反应原料后，将反应温度升至反应温度，反应温度为100℃～180℃，反应时间为1～12h；反应完成后，洗涤、分液、萃取、干燥、提纯；反应原料的摩尔比为咔唑：3,5-二氟-...

【专利技术属性】
技术研发人员：马志勇，刘建伟，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：