一种具有上转化发光性能的光致变色二芳基乙烯化合物及其应用制造技术

本发明专利技术提供一种具有上转化发光性能的光致变色二芳基乙烯化合物及其应用，所述光致变色二芳基乙烯化合物具有如式Ⅰ所示的结构。本发明专利技术所述光致变色二芳基乙烯化合物是一类开关型单光子吸收上转换发光材料，其可以实现高振动能级吸收的上转换发光，并通过多种波长光调控可以实现上转换发光的开关效果，由于长波长具有较强的组织穿透能力，所述光致变色二芳基乙烯化合物同时还可以有效消除诸如自发荧光的背景噪音，其有望在超分辨单光子成像体系中应用。

【技术实现步骤摘要】
一种具有上转化发光性能的光致变色二芳基乙烯化合物及其应用
本专利技术属于发光材料领域，具体涉及一种具有上转化发光性能的光致变色二芳基乙烯化合物及其应用。
技术介绍
上转换发光材料能够将低能量长波长的光转换成高能量短波长光。能够实现光子上转换的方法一般有双光子吸收上转换，稀土材料上转换，以及近年来发展起来的三重态-三重态湮灭上转换，除此之外还有另外一种上转换方式，单光子吸收上转换(声子辅助上转换)，不过这类材料相对来说研究较少。然而，单光子吸收上转换相对来说具有多种优势：第一不需要除氧，第二所需光照强度低，第三上转换效率高以及单光子吸收性质。单光子吸收上转换是通过高振动态吸收，将高振动态的电子激发到第一和/或更高电子激发态，通过内转换等达到第一激发态的低振动能级，然后通过辐射跃迁到基态的各个振动能级，从而发射出能量较吸收光子能量高的光。单光子吸收上转换研究较多的是无机体系。在无机体系当中，这种上转换被称为声子辅助上转换(Nature,2013,493,504,ACSPhotonics,2015,2,628-632,Chem.Commun.,2018,54,6851-6854.)。有机体系当中多限制在罗丹明类化合物(J.Appl.Phys.,1973,44,3157-3161,ChemPhysChem,2003,4,392-395,Adv.Funct.Mater.,2016,26,1945-1953.)，现有报道都是基于罗丹明结构的修饰。从而限制这类上转换材料的应用。因此，开发研究发光的二芳基乙烯类分子开关材料，特别是具有上转换性能的材料，并研究其开关光谱和生物成像、光电分子开关和光致变色发光器件等及其应用具有重大的现实意义。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种具有上转化发光性能的光致变色二芳基乙烯化合物及其应用，所述具有上转化发光性能的光致变色二芳基乙烯化合物能够在紫外光和可见光的照射下实现单光子吸收上转换发光开关功能，并结合长波长具有较强的组织穿透能力，可以有效消除诸如自发荧光的背景噪音。为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供一种具有上转化发光性能的光致变色二芳基乙烯化合物，所述光致变色二芳基乙烯化合物具有如式Ⅰ所示的结构：其中，R1和R2基团独立地选自取代或未取代的烷基，Ar1和Ar2基团独立地选自取代或未取代的芳基或取代或未取代的杂环芳基中任意的一种。优选地，所述R1和R2基团独立地选自取代或未取代的C1-C7烷基。本专利技术中，“C1-C7烷基”指的具有1至7个碳原子的直链烷基或支链烷基，例如可以是C1烷基、C2烷基、C3烷基、C4烷基、C5烷基、C6烷基、C7烷基、C8烷基，具体来说非限制性地包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、正戊基、异戊基、正己基或正庚基等，涉及相同的表达方式时均具有该意义。本专利技术中“取代或未取代”意指相应取代基上还可以有取代基取代，也可以没有取代基取代；例如“取代或未取代的C1-C7烷基”指的是：C1-C7烷基上可以有取代基，且取代基的个数为一个至最大可取代个数，也可以没有取代基，涉及相同的表达方式时均具有该意义。优选地，所述烷基的取代基独立地选自卤素原子、羟基、取代或未取代的C1-C7烷氧基或取代或未取代的苯基中任意的一种。本专利技术中，所述卤素原子包括氟、氯、溴、碘原子中任意的一种。本专利技术中，“C1-C7烷氧基”指的具有1至7个碳原子的直链或支链烷氧基，例如可以是C1烷氧基、C2烷氧基、C3烷氧基、C4烷氧基、C5烷氧基、C6烷氧基或C7烷氧基，具体来说非限制性地包括-OCH3、OCH2CH3、等，涉及相同的表达方式时均具有该意义。本专利技术中，所述“取代或未取代的苯基”是指苯基上可以有取代基，且取代基的个数为一个至苯基上最大可取代个数，也可以没有取代基。其中，苯基的取代基可以是卤素、烷基、烷氧基、羟基或氨基中的任意一种，例如取代的苯基非限制性地包括优选地，所述烷氧基或苯基的取代基独立地选自卤素原子、烷基、烷氧基、羟基或氨基中任意的一种。优选地，所述R1和R2基团独立地选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、羟乙基、氯丙基或苯基甲基中的任意一种。优选地，所述Ar1和Ar2基团独立地选自取代或未取代的C6-C20芳基(例如可以是C6芳基、C8芳基、C10芳基、C12芳基、C14芳基、C16芳基、C18芳基或C20芳基等)或取代或未取代的C5-C20杂环芳基(例如可以是C5杂环芳基、C6杂环芳基、C8杂环芳基、C10杂环芳基、C12杂环芳基、C14杂环芳基、C16杂环芳基、C18杂环芳基或C20杂环芳基)中任意的一种。本专利技术中，所述“取代或未取代的C6-C20芳基”，是指C6-C20芳基上可以有取代基，且取代基的个数为一个至最大可取代个数，也可以没有取代基。本专利技术中，所述“取代或未取代的C5-C20杂环芳基”，是指C5-C20杂环芳基上可以有取代基，且取代基的个数为一个至最大可取代个数，也可以没有取代基。优选地，所述芳基选自苯基或烷氧基苯基中的任意一种。优选地，所述杂芳基选自噻吩基、呋喃基、吡咯基或吡啶基中的任意一种。优选地，所述芳基或杂芳基的取代基独立地选自卤素原子、羟基、巯基、氨基、烷基、烷硫基、烷氧基、羧基或磺酸基中的任意一种。优选地，所述Ar1和Ar2基团独立地选自中的任意一种，其中，虚线代表Ar1和Ar2基团的连接位置，n为0-20的自然数(例如可以是0、2、4、6、8、10、12、14、16、18或20)，X基团独立地选自氢、卤素原子、羟基、巯基、氨基、羧基或磺酸基中的任意一种。优选地，所述Ar1和Ar2基团独立地选自如下基团的任意一种：其中虚线代表基团的连接位置。优选地，所述Ar1和Ar2基团独立地选自中的任意一种，其中，虚线代表Ar1和Ar2基团的连接位置，R3和R4基团独立地选自氢、卤素原子、羟基、巯基、氨基、芳基、杂芳基或并杂芳基中的任意一种。优选地，所述Ar1和Ar2基团独立地选自如下基团中的任意一种：其中虚线代表基团的连接位置。优选地，所述具有上转化发光性能的光致变色二芳基乙烯化合物包括如下所示的任意一种结构：其中，具有上转化发光性能的光致变色二芳基乙烯化合物DAE1、DAE2、DAE3及DAE4中的Et基团代表乙基。具有上转化发光性能的光致变色二芳基乙烯化合物DAE5中的i-Bu基团代表异丁基。第二方面，本专利技术提供如第一方面所述的具有上转化发光性能的光致变色二芳基乙烯化合物的制备方法，所述制备方法分为对称结构的具有上转化发光性能的光致变色二芳基乙烯化合物的制备方法和非对称结构的具有上转化发光性能的光致变色二芳基乙烯化合物的制备方法。本专利技术中，所述对称结构的具有上转化发光性能的光致变色二芳基乙烯化合物具有如式Ⅱ所示的结构(即式Ⅰ所示的结构中R1基团和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有上转化发光性能的光致变色二芳基乙烯化合物，其特征在于，所述光致变色二芳基乙烯化合物具有如式Ⅰ所示的结构：/n

【技术特征摘要】
1.一种具有上转化发光性能的光致变色二芳基乙烯化合物，其特征在于，所述光致变色二芳基乙烯化合物具有如式Ⅰ所示的结构：



其中，R1和R2基团独立地选自取代或未取代的烷基，Ar1和Ar2基团独立地选自取代或未取代的芳基或取代或未取代的杂环芳基中任意的一种。


2.根据权利要求1所述的具有上转化发光性能的光致变色二芳基乙烯化合物，其特征在于，所述R1和R2基团独立地选自取代或未取代的C1-C7烷基；
优选地，所述烷基的取代基独立地选自卤素原子、羟基、取代或未取代的C1-C7烷氧基或取代或未取代的苯基中任意的一种；
优选地，所述烷氧基或苯基的取代基独立地选自卤素、烷基、烷氧基、羟基或氨基中任意的一种；
优选地，所述R1和R2基团独立地选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、羟乙基、氯丙基或苯基甲基中的任意一种。


3.根据权利要求1或2所述的具有上转化发光性能的光致变色二芳基乙烯化合物，其特征在于，所述Ar1和Ar2基团独立地选自取代或未取代的C6-C20芳基或取代或未取代的C5-C20杂环芳基中任意的一种；
优选地，所述芳基选自苯基或烷氧基苯基中的任意一种；
优选地，所述杂芳基选自噻吩基、呋喃基、吡咯基或吡啶基中的任意一种；
优选地，所述芳基或杂芳基的取代基独立地选自卤素原子、羟基、巯基、氨基、烷基、烷硫基、烷氧基、羧基或磺酸基中的任意一种。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的具有上转化发光性能的光致变色二芳基乙烯化合物，其特征在于，所述Ar1和Ar2基团独立地选自中的任意一种，其中，虚线代表Ar1和Ar2基团的连接位置，n为0-20的自然数，X基团独立地选自氢、卤素原子、羟基、巯基、氨基、羧基或磺酸基中的任意一种；
优选地，所述Ar1和Ar2基团独立地选自如下基团中的任意一种：



其中虚线代表基团的连接位置。


5.根据权利要求1-4中任一项所述的具有上转化发光性能的光致变色二芳基乙烯化合物，其特征在于，所述Ar1和Ar2基团独立地选自中的任意一种，其中，虚线代表Ar1和Ar2基团的连接位置，R3和R4基团独立地选自氢、卤素原子、羟基、巯基、氨基、芳基、杂...

【专利技术属性】
技术研发人员：段鹏飞，韩建雷，
申请(专利权)人：国家纳米科学中心，
类型：发明
国别省市：北京;11