[发明专利]一类喹啉荧光化合物、制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一类喹啉荧光化合物及其制备方法，该化合物的结构式为其中X＝Cl,OH；R＝CHO,CH₂OH,COOH,CN,CH＝NOH中的任一种。本发明化合物是以间二乙氨基乙酰苯胺为原料进行Vilsmeier‑Hacck反应，得到2‑氯喹啉‑3‑甲醛，后续再得到系列喹啉衍生物。该反应条件温和、操作简单。通过基团间相互转化，合成的系列有机材料，可调节化合物的吸收光谱和发射光谱。同时公开的化合物均具有较大的stroke’s位移值和荧光量子产率，大部分化合物在固态也能发光，它们可用于研制荧光探针、蓝色发光材料和荧光增白剂。

技术领域

本发明涉及的是喹啉化合物，尤其是涉及一种基于D-π-A机理的荧光染料。

背景技术

有机小分子荧光化合物在荧光技术的开发应用中起着关键性作用。染料敏化太阳能电池、有机发光二极管、信息存储、光动力抗肿瘤药物、生物荧光成像，化学传感技术的发展，都依赖于相应的荧光化合物的发展。目前已被广泛应用的有机小分子荧光化合物包括荧光素、罗丹明、香豆素、BODIPY等，其具有优良的荧光量子产率、光谱稳定，细胞毒性小等特点。但它们的斯托克斯位移不够大，在聚集状态下发光微弱或不发光，从而影响了其在上述领域的广泛应用。

喹啉是由苯环和吡啶环稠合而成的有机杂环化合物，也是一种被广泛应用的有机小分子荧光母体。与其他荧光染料相比，喹啉类化合物结构中具有大的共轭体系与刚性平面，使其具有较突出的力学性能和热稳定性，同时还具有极好的电子和电荷传输特性，因而其在光电材料领域具有广泛的应用。苯和吡啶环稠合的喹啉，具备萘和吡啶的化学性质，故既可在苯环上发生亲电取代，又可在吡啶环上发生亲核取代，结构修饰容易。另外喹啉类化合物广泛存在于生物体系，可以以非共价键的形式(氢键、π-π电子相互作用、范德华力、金属配位键等)与生物体内的多种活性位点结合，具有良好的生物相容性和生物学活性，因而在医药、农药方面有着广泛的应用。但喹啉基本母核结构苯并吡啶环没有荧光，其荧光需要通过修饰苯并吡啶得到，因此通常市售喹啉类荧光染料的激发和发射波长较短，这一特点限制了喹啉在激光、电致发光、非线性光学材料领域的发展。同时喹啉作为常见的金属离子螯合物，其自身对金属离子的专一性识别效果弱，激发波长偏低，且喹啉环上的N原子易在极性溶液中形成氢键，这些特性又限制了喹啉在生物荧光传感和化学传感领域的应用。所以需要通过对其进行结构修饰，如通过修饰底环，拓展π共轭生色团、引入不同的取代基基团，增大或减小喹啉环上的给体或受体的推拉电子能力，调节给受体的活性位点等，来提高其激发、发射波长和对金属离子的识别效果及调节其溶解性和生物活性。

发明内容

本专利利用喹啉母环上的易修饰性，在其7位上引入强的给电子基(D)如二乙氨基，在其2位或3位引入吸电子基(A)如卤原子、羟基、醛基、羧基、氰基等，形成“D-π-A”电子体系分子。此类分子受到激发后，分子的给、受体之间电荷分离，产生了分子内电荷转移(ICT)，分子的偶极矩增大，进而分子的光电性质发生变化，分子的荧光性能得到调控，得到荧光性能优良的喹啉类荧光化合物。

本发明的目的之一：提供具有荧光性能的喹啉类有机小分子化合物。

本发明的目的之二：提供该类喹啉类荧光化合物的一种制备方法。

一类喹啉类荧光化合物，具有式Ⅰ的结构：

其中X＝Cl、或OH；R＝CHO、CH₂OH、COOH、CN、或CH＝NOH中的任意一种。

喹啉类荧光化合物，其具体结构式如下：

喹啉类荧光化合物，其合成包括以下过程：

A、间二乙氨基乙酰苯胺与固体光气、N,N-二甲基甲酰胺作用，生成化合物(1)；

B、化合物(1)在氨水和碘共同作用下，生成化合物(2)；