[发明专利]一种制备罗丹明荧光染料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机激光染料的制备方法，尤其是涉及一种制备罗丹明荧光染料的方法。

背景技术

荧光染料是指染料在吸收了可见光或者是紫外光后，能够把吸收的光线转化成波长较长的可见荧光发射出来，呈现闪亮的鲜艳颜色。目前应用广泛的荧光染料大致可以分为以下几种类型：萘酰亚胺类、呫吨类、菁染料、BODIPY类、方酸类、苝类及酞菁类等。随着科技的进步，荧光染料作为功能性色素已广泛应用于多个领域，如印染、化学分析、生物化学、生物学、太阳能转化、染料激光器、液晶显示、热敏压敏计以及信息存储等科学技术领域。因此开发利用具有实际应用价值的各种功能性色素分子已成为当前倍受关注的研究课题。

作为呫吨类荧光染料的代表化合物，相比于其他的荧光染料，罗丹明类荧光染料具有光稳定性好、对pH不敏感、较宽的波长范围、刚性结构、荧光强烈、荧光量子效率高等特点，因此其在有机染料工程应用领域中占有极其重要的位置。有关罗丹明类荧光染料的合成、离子化、结构和光学特性的分析等方面的报道已有很多，甚至部分产品都已经工业化，如罗丹明B、罗丹明6G、罗丹明101、罗丹明123等。他们的荧光发射峰值主要分布于500～650nm，几乎覆盖国民生活的所需求的大部分波长。尤其是高的荧光量子效率和非常稳定的光谱性能，使得罗丹明类的染料不仅仅是作为荧光染料应用，还可以应用于国防军事工业——作为一种优秀的激光染料。

考虑到在这些特殊应用领域的需求，本专利所关注的主要是荧光反射峰值位于600nm以上的一类罗丹明类的染料。而能满足这一要求的并且商业化的罗丹明类染料仅仅只有罗丹明101(596nm，乙醇)及其衍生物，但依然高昂的价格限制了它在工程应用领域的广泛应用。除此之外，文献研究报道中也很少有报道过满足荧光峰值在600nm以上的红光或近红外的罗丹明染料，仅有的一些被报道过的染料的合成都较为复杂，尤其是合成所需的中间体难于获得，因此多数停留于实验室小规模制备的水平上。而本专利介绍了一种可以简单、高效、经济的方法，通过一些廉价易得的原料一步合成中间体，进而可以制备一系列具有丰富结构的罗丹明激光染料。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种合成步骤简单方便，因此可以很容易地实现规模生产的、制备罗丹明荧光染料的方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种制备罗丹明荧光染料的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)中间体制备：间氨基酚和2-9倍摩尔当量的酮，采用Lewis酸作为催化剂，控制反应温度在50-120℃，反应时间为24-40小时得到中间体；

(2)罗丹明的制备：将得到的中间体，2-4倍摩尔当量邻苯二甲酸酐和催化剂于165℃反应6小时以上，邻苯二甲酸酐的加入量为中间体摩尔当量的2-4倍，得到罗丹明粗品；

(3)粗品提纯：将得到的罗丹明粗品溶解、析出，用水洗涤去除催化剂，获得的固体反复用醇溶解，并在水中析出，最后于乙醇中，控制温度为15-40℃重结晶获得高纯度的绿色的罗丹明荧光晶体，即为产品。

步骤(1)中所述的酮选自丙酮、丁酮、戊酮、环戊酮或环己酮。

步骤(1)中所述的Lewis酸为甲烷磺酸、三氟甲烷磺酸镱、SbF₅或对甲苯磺酸，Lewis酸的用量为酮的重量的1％-3％。

步骤(2)中所述的催化剂为磷酸、60wt％的硫酸或氯化锌，催化剂的用量为中间体的重量的0.5～5倍。

步骤(3)中所述的醇为甲醇、乙醇或异丙醇。

步骤(3)中所述的罗丹明荧光晶体的结构式为：

其中R1、R2为烷基，该烷基为丙酮、丁酮、戊酮、环戊酮、环己酮和间氨基酚反应的残基。

与现有技术相比，本发明通过一系列不同的酮和间氨基酚可以简单的、一步合成不同结构的中间体，进而对应地合成一系列不同结构的罗丹明染料，该方法使用的原料廉价易得，合成步骤简单方便，因此可以很容易的实现规模生产，同时合成罗丹明激光染料的荧光发射波长均在600nm以上。

附图说明

图1为实施例1制备得到产品的光物理性质的图谱；

图2为实施例2制备得到产品的光物理性质的图谱；

图3为实施例3制备得到产品的光物理性质的图谱。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

罗丹明1的制备：