一种由红色到近红外的高发光力致变色材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于高发光力致变色材料领域，提出了一种由红色到近红外的高发光力致变色材料及其制备方法，步骤1、称取7

【技术实现步骤摘要】
一种由红色到近红外的高发光力致变色材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于高发光力致变色材料领域，具体涉及一种由红色到近红外的高发光力致变色材料的制备方法。

技术介绍

[0002]近几年来，有机近红外(680nm
‑
900nm)荧光染料由于其较强的穿透性、较强的抗干扰能力、较好的灵敏度等优点，这类荧光染料在生物成像、压力传感、红外伪装、防伪检测和荧光识别等领域有着广阔的应用前景。
[0003]截止目前已报道了多个种类的近红外荧光探针，根据其结构的不同可以将这类材料分为：二苯乙烯腈类、二氟硼类、四苯乙烯类、芳酸菁类、噻嗪类、BODIPY类等。如(Chem.Eur.J.,2014,21,2474
‑
2479)报道了一种以二苯乙烯腈为核心的供电子
‑
吸电子结构的化合物pCN
‑
TPA，该物质在初始常压下展现出508nm的发光，在静压力的作用下可以逐渐红移到618nm，红移达到110nm，并且在静压力解除后又可以恢复到初始状态。(Chem.Commun.,2016,52,3836
‑
3839)合成了一个氰基取代的均二苯乙烯的衍生物结构CzCNDSB，初始发光在529nm，在外界静压力的作用下可以红移155nm到684nm，实现从绿色到深红色的变化，并且在撤去静压力后的发光又能恢复到初始状态。(Angew.Chem.Int.Ed.,2020,59,15267
‑
15267)采用共晶的策略，将蒽的衍生物和氟苯的衍生物用溶剂熏蒸的方法得到了共晶，在初始状态下能实现554nm的发光，在静压力的作用下能红移92nm至646nm(绿色到红色的转变)。
[0004]但是，具有高荧光量子效率的且在近红外光区的静压力致变色材料还比较少。构筑高对比度近红外深红色到近红外变色范围的变色的关键是抑制在压力下分子间π
‑
π的相互作用。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在解决
技术介绍
中记载的问题，提供一种由红色到近红外的高发光力致变色材料的制备方法。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种由红色到近红外的高发光力致变色材料的制备方法，包括以下步骤：
[0007]步骤1、中间产物7
‑
三苯胺
‑4‑
醛基苯并[c][1,2,5]噻二唑的合成：
[0008]称取7
‑
溴
‑4‑
醛基苯并[c][1,2,5]噻二唑、三苯胺硼酸、四三苯基磷钯和碳酸钠，并将碳酸钠配置成碳酸钠溶液，将上述原料溶于色谱甲苯和四氢呋喃中；在氮气氛围的保护下，回流搅拌反应，待有大量红色固体颗粒析出时通过点板确认反应进程，若反应完全则终止反应；然后通过萃取、过滤、柱色谱分离及旋蒸得到红色粉末，即得到7
‑
三苯胺
‑4‑
醛基苯并[c][1,2,5]噻二唑；
[0009]步骤2、目标产物的合成：
[0010]将中间产物、胆固醇甲酰胺基苯乙腈和甲醇钠溶于乙醇中；在氮气氛围的保护下，
60℃搅拌反应，待有大量固体颗粒析出时终止反应；然后将生成物的乙醇溶液放入冰箱进行冷却析出，等固体析出完全后进行过滤，过滤得到的滤饼用乙醇淋洗3次，烘干后得到红色粉末，即目标产物。
[0011]目标产物为近红外光区变色染料苯并噻二唑胆固醇甲酰胺基苯乙腈衍生物，化学式为：C
61
H
67
N5O2S。
[0012]在本专利技术的一种优选实施方式，7
‑
溴
‑4‑
醛基苯并[c][1,2,5]噻二唑与三苯胺硼酸的摩尔比为1:1
‑
1:1.5；7
‑
溴
‑4‑
醛基苯并[c][1,2,5]噻二唑：碳酸钠：甲苯：四氢呋喃的用量比为：10mmol:0.8
‑
1.2mmol:50
‑
60ml:30
‑
40ml，其中碳酸钠溶液的浓度为3mol/L。
[0013]在本专利技术的一种优选实施方式，步骤1中，回流搅拌反应时间为12
‑
24h，反应温度为80
‑
100℃。
[0014]在本专利技术的一种优选实施方式，萃取液为二氯甲烷，柱色谱分离的淋洗液为石油醚和二氯甲烷。
[0015]在本专利技术的一种优选实施方式，步骤2中，胆固醇甲酰胺基苯乙腈与中间产物的摩尔比为1:1
‑
1:1.3；胆固醇甲酰胺基苯乙腈：甲醇钠：色谱乙醇为3mmol:0.3
‑
0.6mmol:30
‑
50ml。
[0016]在本专利技术的一种优选实施方式，步骤2中，搅拌反应时间为10
‑
12h。
[0017]在本专利技术的一种优选实施方式，步骤2中，冰箱内的温度为
‑
10
‑
0℃，放入冰箱的时间为2
‑
3h。
[0018]在本专利技术的一种优选实施方式，步骤2中，每次淋洗用的乙醇与胆固醇甲酰胺基苯乙腈的体积摩尔比为2:1，淋洗次数为3
‑
6次。
[0019]在本专利技术的一种优选实施方式，一种由权利要求1
‑
8中任一一项方法制备得到的由红色到近红外的高发光力致变色材料应用于压力检测材料。
[0020]本专利技术的原理及其有益效果：本专利技术提供的静压力致比例变色材料其具有颜色变化明显(红色变为近红外)，对外界刺激敏感好的特点，该材料通过对其施加静压力使其颜色发生比率变化，可用于压力传感元件和光学记录。
[0021]分子在聚集的时候形成独特的二聚体堆积，同时非共轭的胆甾醇可以抑制紧密堆积过程中，分子间强的π
‑
π作用。
[0022]与现有技术相比，大部分近红外荧光分子荧光效率低，合成比较复杂，本专利技术近红外荧光分子荧光效率高(44.3％)，产生157nm光谱红移，合成简单，这将极大地增强该材料在压力检测领域的应用潜力。
[0023]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
[0024]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：
[0025]图1为压力在0atm
‑
2.0GPa下近红外苯并噻二唑胆固醇甲酰胺基苯乙腈类荧光染料静压力致比率变色的荧光光谱图；
[0026]图2为压力在2.6
‑
7GPa下近红外苯并噻二唑胆固醇甲酰胺基苯乙腈类荧光染料静
压力致比率变色的荧光光谱图；
[0027]图3是本专利技术近红外苯并噻二唑胆固醇甲酰胺基苯乙腈类荧光染料静压力与光谱的关系图。
[0028]图4是分子形成的独特的二聚体堆积。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种由红色到近红外的高发光力致变色材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、中间产物7
‑
三苯胺
‑4‑
醛基苯并[c][1,2,5]噻二唑的合成：称取7
‑
溴
‑4‑
醛基苯并[c][1,2,5]噻二唑、三苯胺硼酸、四三苯基磷钯和碳酸钠，并将碳酸钠配置成碳酸钠溶液，将上述原料溶于色谱甲苯和四氢呋喃中；在氮气氛围的保护下，回流搅拌反应，待有大量红色固体颗粒析出时通过点板确认反应进程，若反应完全则终止反应；然后通过萃取、过滤、柱色谱分离及旋蒸得到红色粉末，即得到7
‑
三苯胺
‑4‑
醛基苯并[c][1,2,5]噻二唑；步骤2、目标产物的合成：将中间产物、胆固醇甲酰胺基苯乙腈和甲醇钠溶于乙醇中；在氮气氛围的保护下，60℃搅拌反应，待有大量固体颗粒析出时终止反应；然后将生成物的乙醇溶液放入冰箱进行冷却析出，等固体析出完全后进行过滤，过滤得到的滤饼用乙醇淋洗3次，烘干后得到红色粉末，即目标产物，该目标产物为近红外光区变色染料苯并噻二唑胆固醇甲酰胺基苯乙腈衍生物。2.如权利要求1所述的由红色到近红外的高发光力致变色材料的制备方法，其特征在于，7
‑
溴
‑4‑
醛基苯并[c][1,2,5]噻二唑与三苯胺硼酸的摩尔比为1:1
‑
1:1.5；7
‑
溴
‑4‑
醛基苯并[c][1,2,5]噻二唑：碳酸钠：甲苯：四氢呋喃的用量比为：10mmol:0.8
‑
1.2mmol:50
‑
60ml:30
‑
40ml，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨圣晨，曹枫，
申请(专利权)人：湖州学院，
类型：发明
国别省市：