一种蓝光响应的二噻吩乙烯化合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于光致变色材料技术领域。本发明专利技术将β

【技术实现步骤摘要】
一种蓝光响应的二噻吩乙烯化合物及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及光致变色材料
，尤其涉及一种蓝光响应的二噻吩乙烯化合物及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]光致变色化合物因其独特的光响应性，在先进功能材料、生物传感/成像、光控药物载体及光药理学等领域具有广泛的应用。光致变色化合物种类繁多，主要包括：偶氮苯、二苯乙烯、螺吡喃、螺噁嗪和二芳基乙烯等。其中，二噻吩乙烯作为二芳基乙烯光致变色化合物中的明星分子，以其优良的特性(热稳定性好、量子产率高、抗疲劳性好、光响应速度快等)逐渐受到研究者的广泛关注，成为最有应用前景的光致变色材料之一。然而，在二噻吩乙烯研究领域存在两大亟待解决的共性难题：一是光异构化主要通过紫外光激发；二是较低的光开关效率，这些问题严重限制了二噻吩乙烯化合物在功能材料和生物医学等领域的实际应用。
[0003]可见光调控的二噻吩乙烯化合物因其能避免高能量紫外光的使用，而显示了更广泛的应用前景，近年来引起了人们的广泛关注。目前，已经有许多策略被用来设计开发可见光调控的二噻吩乙烯化合物，例如，延长共轭体系、三线态敏化、能量上转换、多光子吸收及分子间的电子转移等方法。但这些可见光激发二噻吩乙烯一般以牺牲光致变色性能来获得，无法实现可见光激发和良好光致变色性能之间的平衡。
[0004]因此，如何提供一种新型策略对于解决限制传统二噻吩乙烯在光致变色材料领域的生物医学应用的关键技术问题具有重要意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种蓝光响应的二噻吩乙烯化合物及其制备方法和应用。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种蓝光响应的二噻吩乙烯化合物，具有如下结构：
[0008][0009]R1为Cl、
[0010]Ar为
[0011]R2独立的为H、Me、OMe、NMe2、F、Cl、Br、I或CF3；
[0012]R3为Et、Bu或Ph；
[0013]R4独立的为H、OMe或N(Me)2。
[0014]本专利技术还提供了所述二噻吩乙烯化合物的制备方法，包含下列步骤：
[0015](1)在保护气氛中，将化合物I、化合物II、有机碱和溶剂混合后反应，得到粗品；
[0016](2)在保护气氛中，将粗品、化合物III和溶剂混合，反应即得所述二噻吩乙烯化合物。
[0017]作为优选，步骤(1)中所述化合物I为
[0018]所述化合物II为
[0019]所述R1为Cl、为Cl、
[0020]所述Ar为
[0021]所述R2独立的为H、Me、OMe、NMe2、F、Cl、Br、I或CF3；
[0022]所述R3为Et、Bu或Ph；
[0023]所述R4独立的为H、OMe或N(Me)2；
[0024]所述有机碱为氢化钠、叔丁醇钠、叔丁醇钾、甲醇钠和乙醇钠中的一种或几种；
[0025]所述溶剂为四氢呋喃、乙醚、三氯甲烷、二氯甲烷、1,4
‑
二氧六环、甲醇、乙醇、乙腈、丙酮、二甲基亚砜和N,N
‑
二甲基甲酰胺中的一种或几种。
[0026]作为优选，步骤(1)中所述化合物I和化合物II的摩尔比为1：1～3；
[0027]所述化合物I和有机碱的摩尔比为1：1～3；
[0028]所述化合物I和溶剂的摩尔体积比为1mmol：5～15mL。
[0029]作为优选，所述步骤(1)中反应的温度为60～75℃，时间为18～24h。
[0030]作为优选，步骤(2)中所述化合物III为BF3·
OEt2；
[0031]所述溶剂为四氢呋喃、乙醚、三氯甲烷、二氯甲烷、1,4
‑
二氧六环、甲醇、乙醇、乙腈、丙酮、二甲基亚砜和N,N
‑
二甲基甲酰胺中的一种或几种。
[0032]作为优选，步骤(1)中所述化合物I和步骤(2)中所述化合物III的摩尔比为1：1.5～6；
[0033]步骤(2)中所述化合物III和溶剂的摩尔体积比为1.5～6mmol：5～15mL。
[0034]作为优选，所述步骤(2)中反应的时间为1.5～2.5h。
[0035]作为优选，步骤(2)中所述反应结束后顺次进行萃取、干燥、过滤和柱层析纯化；
[0036]所述柱层析纯化的洗脱剂包含正己烷和二氯甲烷；
[0037]所述二氯甲烷和正己烷的体积比为1：1～20。
[0038]本专利技术还提供了所述蓝光响应的二噻吩乙烯化合物在制备选择性细菌区分材料和开关型细菌成像材料中的应用。
[0039]本专利技术具有以下优点：
[0040](1)本专利技术将β
‑
二酮二氟硼片段引入到二噻吩乙烯分子结构中，形成具有受体
‑
二噻吩乙烯
‑
受体或受体
‑
二噻吩乙烯结构特征的二噻吩乙烯分子骨架，由于β
‑
二酮二氟硼片段强的吸电子效应和分子内氢键或CH
‑
π的协同作用，使其可以实现蓝光/近红外(或红光)调控，达到光稳态的时间为2～5秒，关环转化率高达100％，关环量子产率高达70％以上，并且开环体荧光量子产率提高。
[0041](2)本专利技术的二噻吩乙烯化合物结构明确，制备方法简便，能够实现高效可见光响应，对金黄色葡萄球菌可以实现选择性细菌区分和开关型细菌成像，可以作为一种开关型荧光材料应用于生物医学和光电材料领域。
附图说明
[0042]图1为实施例1的二噻吩乙烯化合物光照前后的紫外
‑
可见吸收光谱图；
[0043]其中A为蓝光辐射下吸收光谱图，B为近红外光辐射下吸收光谱图；
[0044]图2为实施例1的二噻吩乙烯化合物光照前后的核磁氢谱图；
[0045]图3为实施例1的二噻吩乙烯化合物理论计算图；
[0046]图4为实施例1的二噻吩乙烯化合物光照前后的荧光发射光谱图；
[0047]图5为实施例1的二噻吩乙烯化合物的光开关型细菌成像图；
[0048]图6为实施例1，2和3的二噻吩乙烯化合物的细菌选择性成像图。
具体实施方式
[0049]本专利技术提供了一种蓝光响应的二噻吩乙烯化合物，其特征在于，具有如下结构：
[0050][0051]R1为Cl、为Cl、
[0052]Ar为
[0053]R2独立的为H、Me、OMe、NMe2、F、Cl、Br、I或CF3；
[0054]R3为Et、Bu或Ph；
[0055]R4独立的为H、OMe或N(Me)2。
[0056]在本专利技术中，所述蓝光响应的二噻吩乙烯化合物优选为
[0057]本专利技术还提供了所述二噻吩乙烯化合物的制备方法，包含下列步骤：
[0058](1)在保护气氛中，将化合物I、化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蓝光响应的二噻吩乙烯化合物，其特征在于，具有如下结构：R1为Cl、为Cl、Ar为R2独立的为H、Me、OMe、NMe2、F、Cl、Br、I或CF3；R3为Et、Bu或Ph；R4独立的为H、OMe或N(Me)2。2.权利要求1所述二噻吩乙烯化合物的制备方法，其特征在于，包含下列步骤：(1)在保护气氛中，将化合物I、化合物II、有机碱和溶剂混合后反应，得到粗品；(2)在保护气氛中，将粗品、化合物III和溶剂混合，反应即得所述二噻吩乙烯化合物。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述化合物I为所述化合物II为
所述R1为Cl、为Cl、所述Ar为所述R2独立的为H、Me、OMe、NMe2、F、Cl、Br、I或CF3；所述R3为Et、Bu或Ph；所述R4独立的为H、OMe或N(Me)2；所述有机碱为氢化钠、叔丁醇钠、叔丁醇钾、甲醇钠和乙醇钠中的一种或几种；所述溶剂为四氢呋喃、乙醚、三氯甲烷、二氯甲烷、1,4
‑
二氧六环、甲醇、乙醇、乙腈、丙酮、二甲基亚砜和N,N
‑
二甲基甲酰胺中的一种或几种。4.如权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述化合物I和化合物II的摩尔比为1：1～3；所述化合物I和有...

【专利技术属性】
技术研发人员：李自永，张海宁，郭辉，高鑫雨，刘忆芳，熊春林，张甜玲，杨树人，
申请(专利权)人：洛阳师范学院，
类型：发明
国别省市：