[发明专利]一种无重金属纯有机室温磷光材料及其合成方法

说明书

本发明提供了一种无重金属纯有机室温磷光材料，本申请还提供了无重金属纯有机室温磷光材料的合成方法。本发明设计合成的β‑羟基乙烯亚胺二氟硼化合物，其中使用强吸电子基团取代诱导分子内电荷转移，硫原子使得T₁(π,π*)←S₁(n,π*)隙间穿越过程变成了系间穿越允许的过程，从而有利于室温磷光的产生。该类室温磷光材料避免了重金属原子的使用，证明了传统的重原子效应不是促进有机物产生室温磷光的必要条件。本申请提供的无重金属纯有机室温磷光材料具有合成简便、成本低廉、易于化学改性、低毒性以及环境友好等优点，实用性强，可以应用于发光材料中。

技术领域

本发明属于光电材料技术领域，尤其涉及一种新型的无重金属纯有机室温磷光材料及其合成方法。

背景技术

室温磷光材料与荧光材料相比，有着许多独特的优点，在光电显示、生物成像、化学传感器等领域都具有广泛的应用前景。比如，通过使用磷光材料，OLED的电致发光量子效率值可以高达100％。磷光材料具有较大的Stokes位移和较长的寿命，这样在生物成像应用中能避免激发光源和背景、杂质荧光的干扰；磷光材料对环境中的氧气、温度、猝灭剂等因素都很敏感，因而被广泛研究用于氧气等传感和检测领域。

迄今为止，人们发现的或者已经投入实际应用的室温磷光材料大多为无机材料(比如硫化锌、稀土氧化物等)。而使有机物产生室温磷光，往往通过在分子中掺入卤素或大原子序数金属，例如铱和铂络合物，通过重原子效应来促进单线态到三线态的系间穿越过程。此外，还需要借助比较苛刻的外界条件，譬如隔氧，超低温(77K)或者刚性晶体结构。由于重金属价格昂贵，高毒性，不环保以及苛刻的磷光生成条件，限制了这些材料的应用，因此设计开发无重金属纯有机室温磷光材料变得异常迫切。

发明内容

本发明的目的是提供一种纯有机室温磷光材料，本申请提供的纯有机室温磷光材料未引入重金属原子，且能高效产生室温磷光。

本发明所述的无重金属纯有机室温磷光材料的结构通式为：

其中R为强吸电子基团，一般为-NO2，-CF3。

本发明提供了一种无重金属纯有机室温材料的合成方法，步骤是：以硫代色满-4-酮为原料，与三氯氧磷在DMF冰浴下反应，然后加热至80℃搅拌2小时，待反应完成后用6mL冰冷的乙酸钠水溶液(25％)淬灭。用乙醚萃取两次，合并有机层，用饱和食盐水洗涤，用硫酸钠干燥，浓缩得产品(1)。

进一步的步骤为：将产品(1)，含苯胺化合物溶于乙醇，THF和水的混合物中，加入pTsOH后，将反应混合物在80℃下搅拌3h。TCL监测，待反应完成后，浓缩并冷却至10-15℃。过滤固体，粗产物在乙醇/丙酮混合液中重结晶，过滤得固体产品(2)。

进一步的具体步骤为：将固体产品(2)溶于含有三乙胺的二氯甲烷中，缓慢加入BF₃·Et₂O。将反应混合物在室温下搅拌1h，待反应完成后(通过TLC监测)加入20％碳酸氢钠溶液淬灭。通过萃取，分离有机层，加入无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩。选择石油醚；乙酸乙酯作展开剂，进行柱层析。得纯产品。

所述含苯胺化合物含有苯胺基团即可，其结构式如下所示，但不局限于以下实例所给出的这些化合物：

其中(Ⅰ)对硝基苯胺，(Ⅱ)对三氟甲基苯胺。

所述DMF为N,N-二甲基甲酰胺的简称，THF为四氢呋喃的简称，pTsOH为对甲苯磺酸，BF₃·Et₂O浓度为～46.5％BF₃。

所述硫代色满-4-酮为原料，与三氯氧磷的摩尔比为1:1.2，DMF用量为每0.01摩尔硫代色满-4-酮对应5-10mlDMF。