具有聚集诱导发光性能的咪唑基螺环衍生物及其用途制造技术

本发明专利技术公开了具有聚集诱导发光特性的咪唑基螺环衍生物及其用途。通过以4,5-(二苯基)螺[芴-9,2-咪唑]为核心在不同位置进行修饰，从而制备出一系列具有发光性能的螺环衍生物。其中在4,5二苯基的对位取代不同基团所制备的一系列V型化合物中，由于咪唑环良好的吸电子效应和D-A-D结构，使其有较好的电荷分离效果，并且表现出明显的扭曲分子内电荷转移性质和聚集诱导发光现象，这是一类固态液态均有荧光的良好发光材料。同时此类分子在有机溶剂中也表现出较好的微量水检测和酸响应性能。而以4,5-(二苯基)螺[芴-9,2-咪唑]为单元构筑的一系列双螺环结构也具有明显的固态发光效果、在荧光探针、电致发光器件、生物成像等领域有着较好的潜在应用价值。好的潜在应用价值。

【技术实现步骤摘要】
具有聚集诱导发光性能的咪唑基螺环衍生物及其用途


[0001]本专利技术涉及有机化学领域，具体而言，本专利技术涉及具有聚集诱导发光特性的咪唑基螺环衍生物及其用途。

技术介绍

[0002]传统有机发光材料在溶解状态下显示出较强荧光，但是在浓溶液或聚集状态时，由于分子间相互作用增强，消耗了激发态能量，降低了固态荧光发射的可能，会表现出聚集引发淬灭(ACQ)现象。聚集诱导发光(AIE)现象的发现极大地改善了这种情况，拓宽了有机发光材料的应用范围，促进了有机固态发光材料的发展。然而由于部分AIE分子复杂的合成步骤和较差的热力学稳定性，促使了我们去探究性能更好的AIE分子。
[0003]咪唑环作为常见的光电材料，因为其成本低廉，且具有良好的电荷注入和传输能力，较好的热力学性能等优点一直被研究者使用，并且咪唑及其衍生物的光物理和光化学性能易于调节，广泛应用于有机发光半导体(OLED)、光学传感器、激光染料等。螺环分子是一类比较特别的有机结构，螺环的垂直立体结构使分子的刚性增加，提高了分子的热稳定性，并且降低了分子间的相互作用。其中螺环分子作为空穴传输材料(HTM)一直以来受到广泛关注，螺环中心碳原子的sp3杂化所形成的垂直结构抑制了光谱的红移和ACQ现象。但是基于AIE现象的螺环分子报道较少。
[0004]AIE现象螺环分子作为一种良好的有机发光材料，虽然在各领域均有报道，但是部分分子合成过程相对复杂、成本较高、结构单一，无法满足一些复杂应用条件，从而限制了其发展。因此需要我们对其做进一步的研究。
专利技术内容
[0005]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出具有聚集诱导发光性能的咪唑基螺环衍生物及其用途。
[0006]在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种化合物。根据本专利技术的实施例，所述化合物为式(I)所示化合物，或者式(I)所示化合物的立体异构体，
[0007][0008]其中，R1、R2、R3、R4、R5和R6分别独立地为氢、C
1-16
烷基、C
1-16
烷氧基、氨基、氨基取代的C
1-6
烷基、苯基、C
1-6
烷基取代的苯基、苯胺基、C
1-6
烷基取代的苯胺基、二苯胺基、C
1-6
烷基取代的二苯胺基、咔唑基、C
1-6
烷基取代的咔唑基、吩噻嗪基、C
1-6
烷基取代的吩噻嗪基、吩噁
嗪基、C
1-6
烷基取代的吩噁嗪基或吩噁嗪基取代的苯基。
[0009]式(I)所示化合物中，R1和R2取代基由于自身较好的给电子能力，能够与螺环分子形成明显的D-A-D结构，具有TICT性质和AIE现象，其液态表现出较大的溶致变色范围，同时具有较高的热稳定性，在有机溶剂中水含量探测和酸响应探针方面均有良好的应用。此外，该类化合物的合成步骤简单、成本较低，适于大量制备。
[0010]根据本专利技术的一些实施例，R1、R2、R3、R4、R5和R6分别独立地为氢、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、二苯胺基、咔唑基、吩噻嗪基或吩噁嗪基；或者，R1、R2、R3、R4、R5和R6分别独立地为氢、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、甲氧基、氨基、甲氨基、二苯胺基、咔唑基、吩噻嗪基或吩噁嗪基取代的苯基。
[0011]根据本专利技术的一些实施例，所述化合物为式(Ia)所示化合物，或者式(Ia)所示化合物的立体异构体，
[0012][0013]其中，R1、R2、R3、R4、R5和R6为如前所述的。
[0014]根据本专利技术的一些实施例，所述化合物具有以下其中之一的结构：
[0015][0016]在本专利技术的另一方面，本专利技术提出了一种化合物。根据本专利技术的实施例，所述化合物为式(II)所示化合物，或者式(II)所示化合物的立体异构体，
[0017][0018]其中，R1’
、R2’
、R3’
、R4’
、R5’
和R6’
分别独立地为氢、C
1-16
烷基、C
1-16
烷氧基、氨基、氨基取代的C
1-6
烷基、苯基、C
1-6
烷基取代的苯基、苯胺基、C
1-6
烷基取代的苯胺基、二苯胺基、C
1-6
烷基取代的二苯胺基、咔唑基、C
1-6
烷基取代的咔唑基、吩噻嗪基、C
1-6
烷基取代的吩噻嗪基、吩噁嗪基、C
1-6
烷基取代的吩噁嗪基或吩噁嗪基取代的苯基；R
’
为任选取代的C
4-24
芳基、任选取代的C
4-24
杂芳基或任选取代的C
4-24
杂环基。
[0019]式(II)所示化合物包括两个与式(I)所示化合物相似的螺环结构单元，两螺环结构通过R
’
单元相连，在固液两态均具有较好的发光效果，同时具有较高的热稳定性，在传感成像，光电器件等领域有较高的潜在应用价值。此外，该类化合物的合成步骤简单、成本较低，适于大量制备。
[0020]根据本专利技术的一些实施例，R1’
、R2’
、R3’
、R4’
、R5’
和R6’
分别独立地为氢、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、二苯胺基、咔唑基、吩噻嗪基或吩噁嗪基。
[0021]根据本专利技术的一些实施例，R
’
为呋喃基、吡咯基、噻吩基、咪唑基、苯基、2,1,3-苯并噻二唑基、喹啉基、喹喔啉基、苯并咪唑基、苯并噻吩基、萘基、蒽基、菲基。需要说明的是，式(II)所示化合物中，两螺环结构单元可以取代R
’
结构单元中的任意两个氢原子。
[0022]根据本专利技术的一些实施例，所述化合物具有以下其中之一的结构：
[0023][0024][0025]在本专利技术的再一方面，本专利技术提出了上述实施例的化合物的用途。其中，式(I)所示化合物液态表现出较大的溶致变色范围，同时具有较高的热稳定性，在有机溶剂中水含量探测和酸响应探针方面均有良好的应用。式(II)所示化合物在固液两态均具有较好的发光效果，同时具有较高的热稳定性，可作为荧光探针或荧光材料，在传感成像，光电器件等领域有较高的潜在应用价值。
[0026]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0027]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0028]图1显示了乙腈或乙腈/水混合溶剂中，不同水含量下化合物S-DPA的荧光图谱和荧光强度曲线；
[0029]图2显示了水探测应用中，不同水含量下化合物S-本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种化合物，其特征在于，所述化合物为式(I)所示化合物，或者式(I)所示化合物的立体异构体，其中，R1、R2、R3、R4、R5和R6分别独立地为氢、C
1-16
烷基、C
1-16
烷氧基、氨基、氨基取代的C
1-6
烷基、苯基、C
1-6
烷基取代的苯基、苯胺基、C
1-6
烷基取代的苯胺基、二苯胺基、C
1-6
烷基取代的二苯胺基、咔唑基、C
1-6
烷基取代的咔唑基、吩噻嗪基、C
1-6
烷基取代的吩噻嗪基、吩噁嗪基、C
1-6
烷基取代的吩噁嗪基或吩噁嗪基取代的苯基。2.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，R1、R2、R3、R4、R5和R6分别独立地为氢、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、二苯胺基、咔唑基、吩噻嗪基或吩噁嗪基；或者，R1、R2、R3、R4、R5和R6分别独立地为氢、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、甲氧基、氨基、甲氨基、二苯胺基、咔唑基、吩噻嗪基或吩噁嗪基取代的苯基。3.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述化合物为式(Ia)所示化合物，或者式(Ia)所示化合物的立体异构体，其中，R1、R2、R3、R4、R5和R6为如权利要求1或2所限定的。4.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，具有以下其中之一的结构：
5.一种化合物，其特征在于，所述化合物为式(II)所示化合物，或者式(II)所示化合物的立体异构体，其中，R1’
、R2’
、R3’
、R4’
、R5’...

【专利技术属性】
技术研发人员：王二静，杜飞跃，周徐，王世敏，
申请(专利权)人：湖北大学，
类型：发明
国别省市：