一种D-π-A型四苯乙烯基乙炔基苯基取代吡啶共轭发光小分子及其合成方法技术

本发明专利技术公开了一种D

【技术实现步骤摘要】
一种D
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π
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A型四苯乙烯基乙炔基苯基取代吡啶共轭发光小分子及其合成方法


[0001]本专利技术涉及一种发光有机小分子材料，具体涉及一种D
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π
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A型四苯乙烯基乙炔基苯基取代吡啶共轭发光小分子，还涉及其合成方法，属于有机发光材料


技术介绍

[0002]有机荧光化合物的设计与合成是近年来的研究热点，该类化合物可以广泛应用于化学传感器、有机发光二极管，液晶显示屏，太阳能电池等。染料敏化剂是太阳能电池中最主要的部分，因此，研究具有较高转化率的染料分子具有重大意义。大量研究表明D
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π
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A结构的有机染料分子具有较高的转化率，因为这种结构的分子可以通过改变给体受体和π桥来提高光学性能。
[0003]目前含氮芳香性吡啶衍生物已被大量报道，但是对于2,4,6
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三芳基吡啶的研究相对较少。最近研究表明，2,4,6
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三芳基吡啶经常显示出局部激发态的可见光发射和一个来自电荷转移的波长较长的可见发射带，这些特征导致它可以通过一个离子与其吡啶上的氮进行配位诱导，从而可应用于一种新型的检测离子响应的荧光化学传感器中。然而，到目前为止，该类化合物通常仅显示短波长的可见光发射并且其荧光强度通常很弱。
[0004][0005]天津大学的孔凡鹏(孔凡鹏.基于含氮杂环的共轭有机化合物的设计、合成与性能研究[D].天津大学2011)设计合成了新型的含有强吸电子基的2,5
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二(4
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三氟甲基苯基)吡啶结构的D
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π
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A型有机共轭小分子，结构如上所示。研究结果表明当分子的共轭程度增大或连接供电子基团后，其紫外吸收光谱和荧光发射光谱均会发生红移，其中取代基为N,N
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二甲基的化合物在不同极性溶剂中的荧光发射最大波长随着溶剂极性的增加而逐渐加强，这说明该分子具有明显的分子内电荷转移特性。此外，热重分析结果表明，所合成化合物具有优良的热稳定性且能够满足材料器件的应用要求。
[0006]到目前为止，还未见利用四苯乙烯(TPE)单元与2,4,6
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三芳基吡啶单元通过炔基构建D
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π
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A型发光小分子的相关报道。

技术实现思路

[0007]为了实现上述技术目的，本专利技术的第一个目的是提供了一种热稳定性好、具有AIE效应以及较高荧光量子产率和较长荧光寿命的D
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π
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A型四苯乙烯基乙炔基苯基取代吡啶共
轭发光小分子。
[0008]本专利技术的第二个目的是在于提供了一种步骤简单、原料成本较低、反应条件温和的合成D
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π
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A型四苯乙烯基乙炔基苯基取代吡啶共轭发光小分子的方法。
[0009]为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种D
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π
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A型四苯乙烯基乙炔基苯基取代吡啶共轭发光小分子，其具有式1所示结构：
[0010][0011]其中，R为氢、C1～C5的烷基、C1～C5的烷氧基或三氟甲基。
[0012]本专利技术的D
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π
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A型四苯乙烯基乙炔基苯基取代吡啶共轭发光小分子是由2,4,6
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三芳基吡啶单元与TPE单元通过炔基偶联得到。2,4,6
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三芳基吡啶单元本身显示微弱的蓝色荧光，TPE单元的引入大大提高了分子的荧光性能，TPE单元不但具有优异的AIE效应，能够明显增加分子的发光强度，减弱ACQ效应的影响，而且相对于2,4,6
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三芳基吡啶单元是一个良好的电子供体。炔基作为π桥，将2,4,6
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三芳基吡啶单元与和TPE等强给电子能力给体单元连接起来，可进一步增强聚合物的热稳定性和蓝光发射的高量子产率。此外，吡啶结构中的R基团(烷基、烷氧基以及三氟甲基等)助于提高共轭聚合物的溶解性能。因此，2,4,6
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三芳基吡啶单元与TPE单元通过炔基偶联，可以形成典型的D
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π
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A型发光材料。
[0013]本专利技术的D
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π
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A型四苯乙烯基乙炔基苯基取代吡啶共轭发光小分子中R为修饰基团，R的选择范围可以为氢、C1～C5的烷基、C1～C5的烷氧基或三氟甲基，C1～C5的烷基可以为直链烷烃或带支链的烷烃，具体可以选择甲基、乙基、丙基等等；C1～C5的烷氧基可以选择甲氧基、乙氧基等等。R在苯环上的位置不受限制，优选为对位。R的选择类型对D
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π
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A型四苯乙烯基乙炔基苯基取代吡啶共轭发光小分子的荧光性能存在明显的影响。当R为较强给电子基团时，分子红移最为明显，整个分子发出橙红色荧光，当R为吸电子基团和较弱的给电子基团时分子荧光稍微红移，分子发出蓝绿色荧光。化合物的荧光强度随吸电子基团和给电子基团的引入都不同程度的减弱，引入甲氧基的化合物其荧光强度减弱程度最为明显。
[0014]作为一个优选的方案，R为对位取代基。
[0015]本专利技术还提供了一种D
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π
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A型四苯乙烯基乙炔基苯基取代吡啶共轭发光小分子的合成方法，其包括以下步骤：
[0016]1)4
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溴苯甲醛、芳基乙酮及醋酸铵在冰醋酸催化下进行Chichibabin反应，得到2,6
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二芳基
‑4‑
(4
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溴苯基)吡啶化合物；
[0017]所述芳基乙酮具有式2所示结构：
[0018][0019]所述2,6
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二芳基
‑4‑
(4
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溴苯基)吡啶化合物具有式3所示结构：
[0020][0021]其中，R为氢、C1～C5的烷基、C1～C5的烷氧基或三氟甲基。
[0022]2)2,6
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二芳基
‑4‑
(4
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溴苯基)吡啶化合物与1
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(4
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乙炔基苯基)
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1,2,2
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三苯基乙烯在Pd(PPh3)2Cl2和CuI催化下进行Sonogashira偶联反应，即得。
[0023]作为一个优选的方案，4
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溴苯甲醛、芳基乙酮及醋酸铵的反应摩尔比为1:2～2.5:6～8。
[0024]作为一个优选的方案，所述Chichibabin反应的条件为：110～130℃温度下反应6～8h。
[0025]作为一个优选的方案，2,6
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二芳基
‑4‑
(4
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溴苯基)吡啶与1
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(4
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乙炔基苯基)
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种D
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π
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A型四苯乙烯基乙炔基苯基取代吡啶共轭发光小分子，其特征在于：具有式1所示结构：其中，R为氢、C1～C5的烷基、C1～C5的烷氧基或三氟甲基。2.根据权利要求1所述的一种D
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π
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A型四苯乙烯基乙炔基苯基取代吡啶共轭发光小分子，其特征在于：R为对位取代基。3.权利要求1或2所述的一种D
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π
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A型四苯乙烯基乙炔基苯基取代吡啶共轭发光小分子的合成方法，其特征在于：包括以下步骤：1)4
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溴苯甲醛、芳基乙酮及醋酸铵在冰醋酸催化下进行Chichibabin反应，得到2,6
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二芳基
‑4‑
(4
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溴苯基)吡啶化合物；所述芳基乙酮具有式2所示结构：所述2,6
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二芳基
‑4‑
(4
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溴苯基)吡啶化合物具有式3所示结构：其中，R为氢、C1～C5的烷基、C1～C5的烷氧基或三氟甲基。2)2,6
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二芳基
‑4‑
(4
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溴苯基)吡啶与1
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(4
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乙炔基苯基)
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1,2,2
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三苯基...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小兰，董洪霞，周一芳，潘阳，盛寿日，黄振钟，
申请(专利权)人：江西师范大学，
类型：发明
国别省市：