[发明专利]一种β-二羰基氟硼化合物及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种β‑二羰基氟硼化合物及其制备方法与应用。所述β‑二羰基氟硼化合物为2,2‑二氟‑(N‑乙基咔唑‑3)‑1‑(6‑溴萘‑2)‑2H‑1,3,2‑二氧杂芑硼烷化合物，其结构式如式(Ⅰ)所示。本发明首次实现了化合物2,2‑二氟‑(N‑乙基咔唑‑3)‑1‑(6‑溴萘‑2)‑2H‑1,3,2‑二氧杂芑硼烷的合成制备，并利用该化合物在水溶液中通过弱相互作用力组装成纳米球和纳米棒的性质制备出相应的具有特殊形貌的有机纳米材料，同时构筑了基于2,2‑二氟‑(N‑乙基咔唑‑3)‑1‑(6‑溴萘‑2)‑2H‑1,3,2‑二氧杂芑硼烷纳米球和纳米棒的纯有机室温磷光体系，为探索该类材料在生物成像和光电材料领域的应用奠定了基础。

技术领域

本发明涉及有机纳米材料及其制备领域，具体涉及一种β-二羰基氟硼化合物及其制备方法与应用。

背景技术

β-二羰基氟硼化合物是一类性能优异的荧光染料，具有丰富的光物理性质，例如具有较大的摩尔吸光系数、高的发光量子产率、大的双光子吸收截面，室温磷光，固体发光强，光稳定性好以及在特定情况下对周围环境比较敏感等优良光学性质，在生物细胞成像、荧光标记和荧光传感器等领域有着重要的应用价值。目前对β-二羰基氟硼化合物光物理性质的研究主要集中在溶液，聚合物或者晶相中，研究对象是游离的小分子或者固相状态的聚合物分子。制成纳米材料后，许多荧光分子会表现出与溶液和固相状态下显著不同的光物理性质。而利用β-二羰基氟硼化合物来制备有机发光纳米材料的报道非常少见。

发明内容

基于以上背景技术，本发明首次合成出一种β-二羰基氟硼化合物，并可以通过该类化合物制备出不同形貌的有机纳米材料，对更加全面深入地了解β-二羰基氟硼化合物在纳米尺度下的光物理性质，以及探索该类纳米材料在生物成像和光电材料领域的重要应用具有重要意义。

本发明的第一个目的在于提供一种新型β-二羰基氟硼化合物：2,2-二氟-(N-乙基咔唑-3)-1-(6-溴萘-2)-2H-1,3,2-二氧杂芑硼烷化合物，其结构式如式(Ⅰ)所示：

本发明还提供一种上述2,2-二氟-(N-乙基咔唑-3)-1-(6-溴萘-2)-2H-1,3,2-二氧杂芑硼烷化合物的制备方法，包括以下步骤：

合成具有式(Ⅱ)结构的N-乙基-3-乙酰基咔唑，

由得到的N-乙基-3-乙酰基咔唑合成具有式(Ⅲ)结构的N-乙基咔唑-3-3-(6-溴萘-2)-1,3丙二酮，

3)由步骤2)得到的N-乙基咔唑-3-3-(6-溴萘-2)-1,3丙二酮合成具有式(Ⅰ)结构的2,2-二氟-(N-乙基咔唑-3)-1-(6-溴萘-2)-2H-1,3,2-二氧杂芑硼烷。

优选地，所述N-乙基-3-乙酰基咔唑的合成步骤如下：

N-乙基咔唑与乙酰氯在三氯化铝催化下，经傅克酰基化反应得到N-乙基-3-乙酰基咔唑。

具体操作过程为：称取N-乙基咔唑加入到反应瓶中，加入无水二氯甲烷，加入无水三氯化铝，缓慢滴入乙酰氯，氮气保护下室温反应后得到反应液，将反应液倒入稀盐酸中，分离出有机相，用饱和氯化钠食盐水溶液萃取三次，将有机相收集合并，无水硫酸钠干燥后过滤得到滤液，减压蒸干有机相中溶剂，经层析柱分离后得到化合物N-乙基-3-乙酰基咔唑。

优选地，所述N-乙基咔唑-3-3-(6-溴萘-2)-1,3丙二酮的合成步骤如下：

N-乙基-3-乙酰基咔唑与6-溴-2-萘甲酸甲酯，在NaH作为碱的条件下经克莱森缩合反应得到N-乙基咔唑-3-3-(6-溴萘-2)-1,3丙二酮。