[发明专利]具有聚集诱导发光性能的喹啉腈衍生物

说明书

技术领域

本发明涉及一类含喹啉腈单元的聚集诱导发光化合物，具体地说，涉及一种二氰亚甲基喹啉(喹啉腈)衍生物。

背景技术

1989年，柯达公司邓青云首次报道了采用吡喃腈衍生物(DCM)作为红光染料掺杂的电致发光器件(C.W.Tang，et al.，Electroluminescence of doped organic thin films，J.Appl.Phys.，1989，65，3610-3616)。然而，该红光材料在固体时，极易导致荧光猝灭。迄今为止，人们通过对DCM修饰，得到一系列取代DCM衍生物，来解决其固态荧光猝灭问题。然而，这些方法通常都需要繁琐的合成步骤，并且在固态条件下，荧光量子产率仍然不够高(C.T.Chen，Evolution of Red Organic Light-Emitting Diodes：Materials and Devices，Chem.Mater.，2004，16，4389-4400)。幸运的是，香港科技大学唐本忠教授于2001年，发现了具有聚集诱导发光现象的化合物(B.Z.Tang，et al.，Aggregation-induced emission：phenomenon，mechanism and applications，Chem.Commun.，2001，1740-1741)。该类化合物在溶液中，呈现弱的荧光，然而在固态时却拥有高的荧光量子产率，为发展固体荧光材料提供了一个新的思路。另外，该类化合物还可用于荧光探针、智能材料、生物体成像等，具有非常好的商业应用前景。但是，迄今为止所报道的聚集诱导发光化合物，大多集中于短波长的硅杂环戊二烯(silole)和四苯乙烯(TPE)体系化合物(B.Z.Tang，et al.，Aggregation-induced emission，Chem.Soc.Rev.，2011，40，5361-5388)。

由于现有的DCM衍生物合成路线难度大，并且荧光在固体时容易导致猝灭。因此研制易于规模化制备的新型红光衍生物就成为本发明需要解决的技术问题。

发明内容

本发明设计、并合成了一种喹啉腈衍生物，其在溶液中，只具有弱的荧光，然而在形成聚集体或固态时，具有强的荧光，是一类优良的聚集诱导发光化合物。

本发明所说的喹啉腈衍生物，其为式I所示化合物：

式I中，R₁为C₁～C₁₂直链或支链的烷基；R₂为六元芳环基，或由卤素(F、Cl、Br或I)或芳(族)伯胺基取代的六元芳环基。

本发明还提供一种合成上述喹啉腈衍生物的方法，其主要步骤是：以2-甲基喹啉为起始原料，依次经与相应的卤代烷进行反应(季铵盐化反应)、与丙二睛进行Michael加成消除、及相应的芳醛进行Knoevenagel缩合反应，得到目标物(式I所示化合物)。

相对于现有的DCM衍生物而言，本发明所提供的喹啉腈衍生物具有明显的聚集诱导发光特征、合成比较简单、合成步骤较少、而且原料成本低廉和易于大规模的商业化生产等优点。

附图说明

图1.EP(式I-1所示化合物)在四氢呋喃和水混合溶剂中不断增加水含量的荧光发射光谱图(10^-5mol·L^-1)；

图2.EF(式I-2所示化合物)在四氢呋喃和水混合溶剂中不断增加水含量的荧光发射光谱图(10^-5mol·L^-1)；

图3.化合物ET(式I-3所示化合物)在四氢呋喃和水混合溶剂中不断增加水含量的荧光发射光谱图(10^-5mol·L^-1)；

图4.DT(式I-4所示化合物)在四氢呋喃和水混合溶剂中不断增加水含量的荧光发射光谱图(10^-5mol·L^-1)。

具体实施方式

在本发明一个优选的技术方案中，R₂为苯基，或由卤素(F、Cl、Br或I)或芳(族)伯胺基取代的苯基；

其中，所述的芳(族)伯胺基为式II所示基团：

式II中，R₃和R₄分别独立选自五或六元芳环基中一种。

更优选的技术方案是：R₂为苯基，或由F或式II所示基团取代的苯基；