一种树枝状咔唑吡啶甲醛化合物、制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种树枝状咔唑吡啶甲醛化合物、制备方法及应用，属于AIE分子的合成技术领域，其制备方法如下：以咔唑为起始原料经过碘化反应、氨基保护反应、乌尔曼偶联反应、氨基脱保护反应、乌尔曼偶联反应、水解反应、酯化反应这七步反应进行合成，并且以较好的产率得到具有优越溶剂效应和AIE效应的树枝状咔唑吡啶甲醛化合物，结构式如下所示；该化合物的晶体结构也已经通过扩散法得到。并且，由于树枝状咔唑吡啶甲醛化合物具有强烈的荧光发射，该化合物将在荧光墨水、荧光检测、信息隐藏与识别方面等方面具有广阔的应用前景。息隐藏与识别方面等方面具有广阔的应用前景。息隐藏与识别方面等方面具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种树枝状咔唑吡啶甲醛化合物、制备方法及应用


[0001]本专利技术属于AIE分子的合成
，具体涉及一种树枝状咔唑吡啶甲醛化合物的制备及其AIE性质的测定。

技术介绍

[0002]具有强烈荧光发射的分子已在分析传感和光学材料领域成为一类非常有吸引力的分子。然而，这类分子往往在聚集状态下产生聚集荧光猝灭(ACQ)效应，这极大的限制了其在光学材料等领域的应用。聚集诱导发光(AIE)分子的出现解决了这一难题，这类分子在聚集状态下仍然可以保持高荧光发射，可以更加广泛的应用于光学材料、荧光检测、荧光墨水、光电器件等众多领域，应用前景十分广阔。因此，开发新型具有AIE效应的分子具有重要的研究意义和应用潜力。
[0003]咔唑是一种常见的含氮有机化合物，主要用于染料、化学试剂、润滑剂、橡胶抗氧剂等的制造。此外，咔唑还是一种有强烈荧光发射的分子，并且其具有树突状结构的潜力，单一的咔唑分子形成树枝状咔唑类大分子主要是通过乌尔曼偶联反应(Org.Lett.2007,9,797
–
800；Eur.J.Org.Chem.2008,6,1065
‑
1071.)。咔唑分子的衍生物在荧光染料和荧光识别方面的应用也非常广泛。
[0004]因此，以咔唑为重复单元，开发出一种具有AIE效应的新型树枝状咔唑吡啶甲醛化合物具有重要的意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是开发出一种具有AIE效应的新型树枝状咔唑吡啶甲醛化合物。该化合物具有优异的溶剂效应以及AIE效应，在荧光墨水和荧光防伪材料，荧光识别等方面具有极大的潜力。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用以下合成方案：
[0007]一种新型的树枝状咔唑吡啶甲醛化合物的结构通式为：
[0008][0009]所述树枝状咔唑吡啶甲醛化合物的制备方法主要通过以下步骤：
[0010](1)以咔唑为原料，进行碘化反应，得到化合物1；
[0011](2)化合物1在碱性条件下进行氨基保护反应，得到化合物2；
[0012](3)化合物2与咔唑发生乌尔曼偶联反应，得到化合物3；
[0013](4)化合物3在碱性条件下脱氨基保护，得到化合物4；
[0014](5)化合物4与对碘苯甲酸甲酯进行乌尔曼偶联反应，得到化合物5；
[0015](6)化合物5水解得到化合物6；
[0016](7)化合物6与化合物7进行酯化反应得到新型树枝状咔唑吡啶甲醛化合物；反应路线如下所示：
[0017][0018]进一步，所述步骤(7)的操作方法如下：将化合物6、化合物7、4
‑
二甲氨基吡啶(DMAP)、二环己基碳二亚胺(DCC)加入到史莱克烧瓶中，向其中充入氩气气氛，并在氩气气氛下加入二氯甲烷溶液，搅拌反应后，减压除去反应溶剂，用色谱法纯化得到树枝状咔唑吡啶甲醛化合物8。
[0019]进一步，所述化合物6、化合物7、4
‑
二甲氨基吡啶(DMAP)、二环己基碳二亚胺(DCC)的摩尔比为1：(1.4～1.5)：(1.5～3)：(0.15～0.3)，反应温度为20～40℃。
[0020]本专利技术所述的树枝状咔唑吡啶甲醛化合物，在室温下通过扩散法可得到该化合物的晶体，该单晶以孪晶的形式存在。
[0021]本专利技术提供了一种新型的树枝状咔唑吡啶甲醛化合物，并发现其具有优异的溶剂效应和AIE效应，为光学材料，荧光识别，信息防伪等应用的研究奠定了基础。具体的，本专利技术提供了树枝状咔唑吡啶甲醛化合物在信息隐藏与识别方面的应用，将树枝状咔唑吡啶甲醛化合物溶解在二氯甲烷中，配置成树枝状咔唑吡啶甲醛化合物的稀溶液，用该稀溶液将画有图案的滤纸浸湿，待滤纸上的溶剂挥发后，上述图案在365nm的紫外灯照射下发出强烈的黄色荧光，但在丙酮蒸汽的熏蒸下，荧光快速消失，并且，待丙酮挥发后，荧光重新出现，该循环可以重复3
‑
6次。
[0022]进一步，所述稀溶液的浓度为1
×
10
‑5～1
×
10
‑4mg/mL。
[0023]进一步，所述树枝状咔唑吡啶甲醛化合物具有优异的AIE效应，该化合物在聚集态时的荧光强度是非聚集态时的荧光强度的八倍。
[0024]本专利技术的有益效果：本专利技术提供的新型树枝状咔唑吡啶甲醛分子具有晶体结构和良好的热稳定性；其斯托克斯位移大，具有典型的AIE效应，在光电材料、荧光墨水、荧光检测、信息隐藏与识别方面等领域有广阔的应用前景。
附图说明
[0025]图1是本专利技术制备路线中的化合物1的1H NMR谱图。
[0026]图2是本专利技术制备路线中的化合物2的1H NMR谱图。
[0027]图3是本专利技术制备路线中的化合物3的1H NMR谱图。
[0028]图4是本专利技术制备路线中的化合物4的1H NMR谱图。
[0029]图5是本专利技术制备路线中的化合物5的1H NMR谱图。
[0030]图6是本专利技术制备路线中的化合物5的
13
C NMR谱图。
[0031]图7是本专利技术制备路线中的化合物6的1H NMR谱图。
[0032]图8是本专利技术制备路线中的化合物6的
13
C NMR谱图。
[0033]图9是本专利技术制备的树枝状咔唑吡啶甲醛化合物的1H NMR谱图。
[0034]图10是本专利技术制备的树枝状咔唑吡啶甲醛化合物的
13
C NMR谱图。
[0035]图11是本专利技术制备的树枝状咔唑吡啶甲醛化合物的晶体结构。
[0036]图12是本专利技术制备的树枝状咔唑吡啶甲醛化合物(a)在不同溶剂中的紫外可见吸收光谱；(b)在不同溶剂中的荧光发射光谱；(c)在不同溶剂中的荧光发射归一化光谱；(d)在不同溶剂中的荧光颜色照片(在365nm紫外灯照射下拍摄)。
[0037]图13是本专利技术制备的树枝状咔唑吡啶甲醛化合物(a)在不同比例氯仿/乙醚溶剂中的荧光发射光谱；(b)在不同比例氯仿/乙醚溶剂中的荧光增强趋势图。
[0038]图14是本专利技术制备的树枝状咔唑吡啶甲醛化合物作为荧光墨水在信息隐藏与识别方面应用的图片。
具体实施方式
[0039]下面结合具体实例，对本专利技术做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本专利技术而非用于限制本专利技术的范围，该领域的技术熟练人员可以根据上述专利技术的内容作出一些非本质的改进和调整。
[0040]实施例1
[0041]本实施例的化合物的结构式为：
[0042][0043]反应通式为：
[0044][0045]制备方法为：在空气环境下，往圆底烧瓶中加入3.76g(22.52mmol)咔唑和152mL醋酸，加热80℃回流三十分钟后，再向反应体系中加入3.64g(17.04mmol)碘酸钾和5.01g
(30.2mmol)碘化钾，继续回流反应4小时；反应结束后，将反应体系冷却至本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种树枝状咔唑吡啶甲醛化合物，其结构通式为：2.权利要求1所述的树枝状咔唑吡啶甲醛化合物的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)以咔唑为原料，进行碘化反应，得到化合物1；(2)化合物1在碱性条件下进行氨基保护反应，得到化合物2；(3)化合物2与咔唑发生乌尔曼偶联反应，得到化合物3；(4)化合物3在碱性条件下脱氨基保护，得到化合物4；(5)化合物4与对碘苯甲酸甲酯进行乌尔曼偶联反应，得到化合物5；(6)化合物5水解得到化合物6；(7)化合物6与化合物7进行酯化反应得到树枝状咔唑吡啶甲醛化合物8；反应路线如下所示：3.根据权利要求2所述的树枝状咔唑吡啶甲醛化合物的制备方法，其特征在于：所述步骤(7)的操作方法如下：将化合物6、化合物7、4
‑
二甲氨基吡啶(DMAP)、二环己基碳二亚胺(DCC)加入到史莱克烧瓶中，向其中充入氩气气氛，并在氩气气氛下加入二氯甲烷溶液，搅拌反应后，减压除去反应溶剂，用色谱法纯化得到树枝状咔唑吡啶甲醛化合物8。4.根据权利要求3所述的树枝状咔唑吡啶甲醛化合物的制备方法，其特征在于：所述化合物6、化合物7、4
‑
二甲氨基吡啶(DMAP)、二...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱新举，梁卢娟子，何瑞英，郭一帆，石林林，郝新奇，宋毛平，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：