[发明专利]一种芴基β‑咔啉类化合物，其作为有机发光材料和聚集诱导荧光增强材料的应用及制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及有机发光材料技术领域，具体涉及一种芴基β-咔啉类化合物，其作为有机发光材料和聚集诱导荧光增强材料的应用及制备方法。

背景技术：

有机发光材料广泛应用于有机荧光传感器、有机光电子器件、生物荧光成像等多个领域，其最为突出的特点就是能够将所吸收的各种形式的能量转变为光辐射。有机发光材料开发需要解决的关键问题之一就是如何改进有机材料的固态发射性能，因为多数情况下，尽管有机发光材料在稀溶液中显示出强的荧光，但在固态或聚集态时常常发生荧光猝灭，则仅有较弱的荧光或几乎不发光，从而限制了有机发光材料的应用。随着现代科技的快速发展，有机发光材料的应用领域不断拓展，迫切需要开发高效、价廉、波长可调、多功能、性能优异的固态荧光发射有机发光材料，以满足当前众多技术领域的需求。

目前，白光的获得通常需要通过将两种或两种以上不同发射波长的分子的发光进行复合来实现，这使得发光器件的制备变得相当复杂。若能利用单分子实现白光发射，将会大大简化器件制备工艺，从而降低生产是成本。因此，单分子白光材料的开发研究是当今显示和照明等领域研究的一个热点。

芴类化合物具有较好的发光特性和光稳定性、较高的发光量子效率及良好的分子结构可修饰性，广泛应用于有机光电材料领域，是光电功能材料领域研究较为活跃的有机材料之一。

酰腙类化合物因具有良好的生物活性、较强的配位能力和多样的配位方式，在农药、医药、配位化学、催化材料及分子和离子识别等领域得到广泛关注，应用范围不断拓展。

β-咔啉类化合物因具有抗肿瘤等多种生理活性，近年来得到了研究人员的较大重视，并开展了广泛研究，但是，现有技术中针对这类化合物的研究往往仅限于医药领域，而作为光学材料开展制备与应用的研究极少。

2012年，我们研究组报道了7个β-咔啉类化合物的合成方法和固态荧光特性(Yi-Feng Sun,Zhi-Yong Chen,Ya-Ling Liu,Na Li,Ji-Kun Li,Hua-Can Song,The synthesis,structure and photoluminescent properties of solid-state green to yellow emitters based onβ-carboline,Dyes and Pigments，2012,95,512-522.)，这些化合物能够发射出绿-黄色固态荧光。但是，这项研究工作十分有限，所开发的化合物不仅数量较少，而且仅限于含邻羟基取代的萘或苯基化合物，未开展含有其它功能基的类似材料研究，更未涉及固态双发射和聚集诱导荧光增强特性方面的研究与应用。

中国专利CN104059090A和CN104710342A公开了三个α-咔啉类化合物的合成方法及作为蓝光磷光主体材料的应用，所用掺杂材料均为发蓝光的双(4,6-二氟苯基吡啶-N,C2)吡啶甲酰合铱(Firpic)。但这类材料的核心结构为α-咔啉，作为咔啉结构的一种异构体，其特性不同于β-咔啉。再者，这类材料还存在化合物品种较少、结构可修饰性差、器件制备复杂等缺点。

发明内容：

本发明的目的是提供一种芴基β-咔啉类化合物，其作为有机发光材料和聚集诱导荧光增强材料的应用及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案予以实现的：

本发明的一个目的是提出一种式I所示的芴基β-咔啉类化合物，其结构式如式I所示：

本发明将β-咔啉和芴二种功能功能性结构单元通过酰腙桥键相结合，形成了新型芴基β-咔啉类有机发光分子。本发明所提供的化合物具有双发射和聚集诱导荧光增强特性，结构稳定，不易结晶，成膜性好，实用性强。

本发明提出的芴基β-咔啉类有机发光材料的合成路线如下：

本发明的另一个目的是提出芴基β-咔啉类化合物作为有机发光材料的应用，在发光器件、光伏电池、激光染料、荧光敏感、防伪技术、三维立体显示、生物医学分析等领域具有潜在应用前景。

本发明提出的化合物在溶液中和固态时均具有双发射特性。在四氢呋喃溶液中，其双发射峰的发射波长分别是387和526nm，最大发射波长为387nm，位于紫外发光区域；在固态时，其双发射峰的发射波长分别是440和523nm，最大发射波长为523nm，分子发射出强的绿色荧光。

本发明的另一个目的是提供芴基β-咔啉类化合物作为聚集诱导荧光增强材料的应用，其可用于发光器件、激光染料、荧光敏感及荧光成像等领域。