【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有机功能材料领域，具体涉及咔唑基3,5-二氰基吡啶衍生物的制备及室温磷光性能优化方法。
技术介绍
1、超长有机室温磷光（uortp）材料价格低廉、生物相容性好、毒性低，在数据存储、生物成像、传感器、防伪等高科技领域具有广阔的应用前景。总体而言，磷光体的构建主要包括两个方面：促进系统间跃迁和抑制三重态激子的非辐射衰变。前者依赖于通过引入羰基、杂原子和重原子以及减少单线态（s1）和三线态（t1）之间的带隙（δest）的分子设计，而后者通常依赖于晶体工程和主客体掺杂。因此，许多扭曲的供体-受体（d-a或d-a-d/a-d-a）发光体因具有小的δest而表现出优异的室温磷光（rtp）性能。其中，咔唑、三苯胺和吩噻嗪等经常被用作电子供体，它们通过氮原子与苯甲酸、苯甲醛和氰基苯等电子受体共轭，形成扭曲的d-a分子构型。然而，3，5-二氰基吡啶（dcp）单元很少用作d-a磷光材料的电子受体。此外，dcp单元不仅含有多个吸电子和供电子基团，如氰基、吡啶单元、甲氧基和氨基，除产生本征的磷光外，还有望通过官能团的空间共轭产生团簇磷光，而且dcp具有制备简单、产率高、反应条件温和的特点。
2、除了抑制三重态激子的非辐射衰变外，晶体工程在探索rtp的内在机制方面也发挥着至关重要的作用。晶体具有有序的分子排列和堆叠形式，通过单晶x射线衍射可以很容易地获得确切的分子构象和堆积方式。晶体分析与理论计算相结合，可以揭示光物理性质的关键参数，从而获得影响rtp性能的关键因素。异构体具有相同的分子式，但不同的分子构型，以及分子间排列和堆叠
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于深入探讨和挖掘纯有机室温磷光材料结构-性能关系，获得长寿命和时间依赖的室温磷光材料，增强防伪材料的仿制难度。
2、本专利技术思路：反应瓶中加入氢氧化钠作为催化剂，无水甲醇为溶剂，咔唑基苯甲醛与丙二腈在氢氧化钠催化下于室温条件下搅拌反应至完全，反应粗产物经分离纯化后可得咔唑基3,5-二氰基吡啶衍生物。通过溶剂扩散法，选用二氯甲烷-正己烷为溶剂获得三个化合物的晶体，经主客体掺杂和图案设计与绘制，并借助不同的荧光和磷光发射，构筑高级防伪图案。
3、本专利技术的目的通过如下技术方案实现。
4、一种咔唑基3,5-二氰基吡啶衍生物的合成方法，包含如下制备过程：
5、大气环境下向反应容器中加入咔唑基苯甲醛、丙二腈、氢氧化钠和溶剂，在室温下搅拌反应2小时，粗产物经柱层析分离纯化后制得所述咔唑基3,5-二氰基吡啶衍生物。
6、进一步地，咔唑基3,5-二氰基吡啶衍生物的制备方程通式如下所示：
7、
8、上述制备方法中，咔唑基苯甲醛、丙二腈、氢氧化钠的摩尔比为1: 2:1.2。
9、上述制备方法中，所述的有机溶剂为无水甲醇，体积比为10：1。
10、本专利技术的原理为：选用3,5-二氰基吡啶作为拉电子基，咔唑作为供电子基，通过苯的连接，构筑扭曲的供体（d）-π-受体（a）分子构型，通过不同的取代位置调节最低单线态和三线态之间的能隙及自旋轨道耦合常数。扭曲的分子构象有助于降低最低单线态和三线态之间的能隙，从而有利于加速三线态激子的形成。同时，尿素和三苯基磷的熔点低、结晶性能良好，通过主-客体掺杂能够降低发光体三线态激子的非辐射跃迁，增强室温磷光性能。发光体与尿素和三苯基磷的熔融分散，能够同时形成发光体的单分子分散和聚集体分散，且发光体中3,5-二氰基吡啶单元上的杂原子能够与尿素分子的氨基和羰基形成空间相互作用，进一步产生团簇三线态发光中心。单分子、聚集体和团簇发光中心具有不同的磷光寿命，从而产生时间依赖的室温磷光，增强其在防伪和加密领域的应用价值。
11、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点及有益效果：
12、（1）在尿素和三苯基磷的不同掺杂基质中，本专利技术实现了同一化合物发射不同的荧光和磷光，并同时形成了单分子和聚集体的二元磷光发射，在尿素基质中形成了单分子、聚集体和团簇三元磷光发射，并具有不同的室温磷光寿命，由此呈现时间依赖的磷光发射。目前，主-客体掺杂产生三元磷光发射还少见报道，这有助增强防伪材料的仿制难度；
13、（2）本专利技术合成了三个同分异构体，只有掺杂在尿素基质中的邻位异构体可在380nm 和400 nm激发下产生可见余辉，且在400 nm激发下的余辉长达0.5 s。因此，除了时间依赖的室温磷光，还可以借助不同的激发波长实现更高水平的加密。
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1.一种咔唑基3,5-二氰基吡啶衍生物的合成方法、其特征在于，具体包含的步骤如下：
2.如权利要求1所述的一种咔唑基3,5-二氰基吡啶衍生物的合成方法，其特征在于，所述咔唑基苯甲醛与氢氧化钠催化剂的投料摩尔比为1:1.2。
3.如权利要求1所述的一种咔唑基3,5-二氰基吡啶衍生物的合成方法，其特征在于，所述咔唑基苯甲醛与丙二腈的投料摩尔比为1:2。
4.如权利要求1所述的一种咔唑基3,5-二氰基吡啶衍生物的合成方法，其特征在于，所述溶剂为无水甲醇，其体积比为10:1。
5.如权利要求1所述的一种咔唑基3,5-二氰基吡啶衍生物的合成方法，其特征在于，所述制备方法的反应时间为2小时。
6.如权利要求1所述的一种咔唑基3,5-二氰基吡啶衍生物的合成方法，其特征在于，所述制备方法的反应温度为室温。
7.如权利要求1所述的一种咔唑基3,5-二氰基吡啶衍生物的合成方法，其特征在于，所述粗产物的分离方法为柱层析，以乙酸乙酯和石油醚为洗脱剂。
8.如权利要求1所述的一种咔唑基3,5-二氰基吡啶衍生物的合成方法，晶
9.如权利要求1所述的一种咔唑基3,5-二氰基吡啶衍生物的合成方法，咔唑基3,5-二氰基吡啶衍生物与尿素和三苯基膦主-客体掺杂体系的构筑方法，其特征在于，咔唑基3,5-二氰基吡啶衍生物与尿素/三苯基膦的掺杂重量比为1：100，熔融温度为90-140℃。
...【技术特征摘要】
1.一种咔唑基3,5-二氰基吡啶衍生物的合成方法、其特征在于，具体包含的步骤如下：
2.如权利要求1所述的一种咔唑基3,5-二氰基吡啶衍生物的合成方法，其特征在于，所述咔唑基苯甲醛与氢氧化钠催化剂的投料摩尔比为1:1.2。
3.如权利要求1所述的一种咔唑基3,5-二氰基吡啶衍生物的合成方法，其特征在于，所述咔唑基苯甲醛与丙二腈的投料摩尔比为1:2。
4.如权利要求1所述的一种咔唑基3,5-二氰基吡啶衍生物的合成方法，其特征在于，所述溶剂为无水甲醇，其体积比为10:1。
5.如权利要求1所述的一种咔唑基3,5-二氰基吡啶衍生物的合成方法，其特征在于，所述制备方法的反应时间为2小时。
6.如权利...
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