[发明专利]一种含吩噻嗪二苯酮类发光材料及其合成方法和应用

说明书

本发明公开了一种含吩噻嗪二苯酮类发光材料及其合成方法和应用，发光材料中包含的吩噻嗪基上的硫原子本身在过氧自由基或单线态氧下易被氧化成亚砜或砜，导致整个分子的发光性质发生很大的改变，裸眼轻易识别，还可通过荧光光谱的变化确定过氧化物的浓度，实现更为精确的检测。本发明的合成方法工艺简单，容易纯化，所合成的发光材料具有高的荧光量子效率，对过氧化自由基具有特异性响应，吩噻嗪基团易被活性氧自由基、单线态氧氧化改变其发光性质，适用于化学生物检测、生物成像以及防伪领域。

技术领域

本发明涉及新材料领域，特别是含有吩噻嗪基的新型有机发光材料及其合成方法，以及在化学过氧化物检测领域的应用。

背景技术

有机过氧化物(Organic Peroxides)是指化学结构中存在二价-O-O-结构的液态或固态有机物，包括有机过氧化物的混合物。有机过氧化物化学活性高，对热、撞击或摩擦敏感，可发生放热自加速爆炸分解，易与其他物质发生危险反应。许多有机化合物在储存的过程中会产生过氧化物，过氧化物中都含有过氧化自由基(-O-O-)，过氧键的结合力较弱，仅需少量的能量即可发生断裂，因此过氧基是极不稳定的结构，对热、冲击、振动或者摩擦等外界刺激均极为敏感，轻微的外界作用便可使其分解。有机过氧化物分解时，分解反应放热速度远远大于周围环境的散热速度，在极短的时间内产生大量的热量而产生爆炸。同时，有机过氧化物过氧键的活化能低于一般的爆炸物，约为80～160kj/mol，其自燃温度较低，因此大多数有机过氧化物易燃易爆，特别是在密闭空间中存放、使用时，极易受热燃烧甚至爆炸。过氧化物被人体吸收后(吸入、口服、皮肤吸收等)，对眼睛、皮肤、粘膜及上呼吸道有刺激作用。吸入后可引起喉、支气管的炎症、水肿、痉挛及化学性肺炎、肺水肿。接触后可引起灼烧感、咳嗽、喘息、气短、头痛、恶心及呕吐等，可引起过敏反应。由此，研究开发精确有效的检测过氧化物浓度的方法，将有助于预防过氧化物积累对人类活动产生危害。

以醚类有机试剂为例，久藏的醚类(乙醚、二氧六环等)中会产生过氧化物，当过氧化物积累到一定量时，将会存在爆炸的可能。传统的检测醚类溶剂中是否产生过氧化物的方法是在适当浓度的淀粉碘化钾溶液中滴加乙醚溶液并振荡，根据水层是否变蓝来定性判断过氧化物的有无。若需进一步确认过氧化物的浓度，仍需要通过硫代硫酸钠溶液滴定。此种检测手段较为粗糙，检测限较高，灵敏度较差，有待进一步改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种对过氧化自由基、单线态氧等具有特异性响应的含吩噻嗪二苯酮类发光材料。

本发明的另一个目的是提供上述含吩噻嗪二苯酮类发光材料的合成方法，这些方法工艺简单，产率高，易于纯化，并可通过引入不同官能团进而调节终产物的发光波长、对过氧化自由基响应快慢等性能。

本发明的第三个目的是将上述含吩噻嗪二苯酮类发光材料应用于化学检测、生物成像、防伪等领域，主要是用于有机过氧化物的检测。

为实现上述目的，本发明提供一种含吩噻嗪二苯酮类发光材料，其分子通式如通式(1)所示：

通式(1)：

Pz为含有吩噻嗪基官能团，R与Pz相同或不同，R选自烷基、卤素、烷氧基、硝基、氨基、醛基、氰基、芳香环或芳香杂环取代基。

所述的含吩噻嗪二苯酮类发光材料的合成方法，其特征在于包括：

方法(1)将吩噻嗪基衍生物与一端或两端含有氟的二苯酮衍生物通过偶联反应得到目标产物；

方法(2)将吩噻嗪基衍生物与一端或两端含有溴或碘的二苯酮衍生物通过乌尔曼反应得到目标产物；

方法(3)将对吩噻嗪基苯硼酸衍生物与一端或两端还有溴或碘的二苯酮衍生物通过Suzuki偶联反应得到目标产物。

上述含吩噻嗪二苯酮类发光材料应用于化学检测、生物成像、防伪领域。