[发明专利]一种一步法制备梯形宽波段吸收聚炔方酸菁染料的方法

说明书

技术领域

本发明属于紫外-可见-近红外宽波段方酸菁吸收材料的制备领域，特别是涉及一种一步法制备梯形宽波段吸收聚炔方酸菁染料的方法。

背景技术

紫外-可见光是指波长200-700nm之间的电磁波，近红外光区域是指700-1500nm之间的电磁波。具有紫外-可见-近红外三个波段吸收功能的分子由于具有宽的吸收波段，具有优良的光谱吸收性能和光谱覆盖测范围，可以广泛应用于军事、红外伪装、物质分析、医疗检测、感光、光聚合、非线性光学材料、太阳能电池等多个领域。

自1959年Cohen S等首次在美国化学会志J.A.C.S报道合成化合物方酸以来，以它为原料合成得到大量的非方酸菁染料。自此方酸菁染料的发展异常迅速，方酸菁染料和半方酸菁染料由于具有独特的共轭体系，D-π-A-π-D和D-π-A结构，具有良好的光学性质，如吸光度大、吸收和发射波长范围宽(从可见到近红外区域)，同时高的发光量子效率和易于进行分子设计、修饰等优点引起国内外广泛的关注。

到目前为止单独的紫外-可见吸收的物质以及吸收近红外光的物质较多，制备也相对简单，如偶氮类和半方酸菁物质在可见光区域具有强的吸收，方酸菁类、酞菁类物质具有强的近红外吸收性能。但是同时具有紫外-可见-近红外吸收的物质依然很少。

中国专利CN1511883A公开了一种新型的方酸菁染料，结构式为：

其吸收波段在700～1100nm，吸收波段覆盖了近红外区域；

CN101395228A公开了喹哪啶基半方酸菁再400～550nm和对称、非对称方酸菁，在650-800nm范围内具有很好的吸收；

CN101824042A公开了一种三苯胺-二噻吩并茚衍生物，结构式为：

其分子溶液和薄膜的吸收光谱在200～850nm波段具有明显的吸收；

CN101880477A公开了一种POSS基杂化方酸菁近红外吸收染料，其结构类型为哑铃型、线型、网络型或者交联型，吸收波段位于650～1200nm；

目前宽波段吸收材料的研究较少，而且研究存在以下不足：

1、吸收波段单一，仅在紫外-可见波段或者近红外波段具有吸收，不能同时达到宽波段的吸收；

2、合成工序复杂，分离纯化繁琐，难以进行工业化生产。目前绝大部分的宽波段吸收材料合成步骤相对复杂，分离纯化等通过柱层析等手段来分离，分离纯化十分困难。难以进行大规模的生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种一步法制备梯形宽波段吸收聚炔方酸菁染料的方法，该方法简单，条件温和，后处理简单，该染料为在紫外-可见-近红外区域具有吸收的宽波段吸收聚炔方酸菁高分子染料。

本发明的一种一步法制备梯形宽波段吸收聚炔方酸菁染料的方法，包括：

将功能聚炔、方酸、配体和溶剂在室温下充分混合，然后在60～130℃进行回流反应10-120h，反应结束后，纯化即得到聚炔方酸菁；其中功能聚炔与方酸的质量比是20～10∶4～1。

所述的功能聚炔包含至少两种的共聚炔类单体，结构式为(C₂H₂R₁)_n1(C₂H₂R₂)_n2，其中n₁、n₂均为20～200的整数，n₁∶n₂＝1∶5，R₁为氢、卤素、羟基、炔基、芳基、C₁-C₂₀的烷基、脂环基、烷氧基、乙烯基、烯丙基或苯乙烯基；R₂为喹啉环其中X、Y、Z分别选自-H、-NO₃、-COOH、-SO₃H、-CN；或者吡啶环其中X、Y、Z分别选自-H、-NO₃、-COOH、-SO₃H、-CN。

所述的功能聚炔与方酸的质量比为15～10∶2～1。

所述的溶剂为环己烷、甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇、苯、四氢呋喃、二氧六环、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、二氯甲烷中的一种或几种，其与功能聚炔的质量比为100～2∶1。

所述的配体为正丁醇、异丙醇或丙三醇。

所述的溶剂与配体的体积比为100～1∶1，优选为10～1∶1。

所述的纯化为通过减压抽滤、水洗过程实现。