[发明专利]一种七元氟硼荧光染料及其合成方法

说明书

本发明公开了一种含有电子给体/电子受体的新型七元氟硼荧光染料及其合成方法，所述化合物结构如下：其中，取代基R为烷氧基、氨基、羟基等供电子基团和酰基、醛基、羧基、酰氨基、磺酸基、腈基、硝基、卤仿基、季胺基等吸电子基团。以2，3，3‑三甲基吲哚衍生物与2‑甲酰基吡咯为原料，在有机催化剂作用下经Knoevenagel缩合反应，最后生成供电子/吸电子七元氟硼荧光染料。该类包含了电子给体/电子受体的七元氟硼荧光染料合成方法简单，反应条件易于控制，具有普遍的适用性。该材料可以通过选择合适的荧光团、电子给体和电子受体对其π共轭、能带隙和光电性质进行有效的调控。

技术领域

本发明公开了一种同时包含电子给体/电子受体七元氟硼荧光染料及其合成方法，该类染料可以广泛应用在环境、分析、材料科学等领域。

背景技术

在广泛的有机π体系中，电子给体/电子受体型有机化合物由于能带隙较低，具有各种优异的光电性质，近年来已引起人们越来越大的兴趣。这类材料另外一个有吸引力的优点就是可以通过选择合适的荧光团、电子给体和电子受体对其π共轭、能带隙和光电性质进行有效的调控。氟硼类荧光染料(BODIPY)由于具有较好的稳定性、可修饰性、高的摩尔消光系数和较好的氧化电位，在其可修饰的位置，通过选择性的接入具有相应功能的基团可以来调节BODIPY类染料的吸收波长等光学性质、稳定性和化学性质，及溶解性等物理性质。到目前为止，电子给体和电子受体的BODIPY染料已被开发并应用在各个领域。

然而，到目前为止，比较常见的电子给体和电子受体BODIPY染料其发射团中心是六元环，对七元环的报道并不多，缺乏对分子的充分设计及合理路线的优化，而且存在结构单一的问题，因此，从原料出发，通过简单的合成路线，制备出新型的七元环中心的氟硼染料是亟待解决的难题。

本发明设计合成了一系列结构新颖的基于含有电子给体/电子受体七元氟硼染料，对这类化合物的合成方法进行了优化，提高其合成产率，通过研究该类化合物的光物理性质，揭示这类分子结构与性质之间的关系。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种电子给体/电子受体七元氟硼荧光染料及其合成方法。

本发明的技术方案如下：

一种电子给体/电子受体七元氟硼荧光染料，所述化合物的化学结构式为：

其中，取代基R为供电子基团或吸电子基团，所述的供电子基团包括烷氧基、氨基、羟基中的任意一种；所述的吸电子基团包括酰基、醛基、羧基、酰氨基、磺酸基、腈基、硝基、卤仿基、季胺基中的任意一种。

进一步优选方案中所述染料化学结构式为：

中的任意一种。

合成所述的电子给体/电子受体七元氟硼荧光染料的合成方法，所述方法包括以下合成路径：

所述方法包括以下步骤：

(1)在室温下向反应瓶中加入化合物1，乙醇，化合物2，升温回流，得到固体化合物；

(2)将所述步骤(1)中的固体化合物纯化得到黄色固体化合物3；

(3)分别向步骤(2)中的化合物3加入甲苯，三乙胺，缓慢的滴加三氟化硼乙醚络合物，升温至100-130℃搅拌回流，得到反应液；

(4)将步骤(3)中的反应液分别水洗、萃取、干燥，浓缩后纯化，得到产物3B，即电子给体/电子受体七元氟硼荧光染料。

所述步骤(1)中化合物1与化合物2的投料比为1∶1-100。改变投料比，化合物3的收率有很大提高。

所述步骤(1)中化合物1需用质子化后的盐，否则，反应不发生或者收率很低。