[发明专利]一种固态酸碱刺激响应的近红外荧光化合物的制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种固态酸碱刺激响应型的近红外荧光化合物1，分子化学式如式(I)所示：本发明公开了一种含三苯胺和氰基吡啶体系的固态酸碱刺激响应型的近红外荧光化合物的制备方法和应用。其中，三苯胺和氰基吡啶都是常见的荧光化合物单元，然而独特的化学结构使该化合物具有聚集诱导发光特性和高固态发光的优点，并且对酸碱刺激可做出响应，在365nm的紫外灯下，可观察到，其荧光由652nm的深红‑近红外区发光转变为789nm近红外I区的荧光发射，位移高达137nm。日光下，可见其由红色变为蓝黑色。因此，本发明提供了一种固态酸碱刺激响应型的近红外荧光材料，该材料在刺激响应开关分子器件、传感、防伪等领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及有机光功能材料领域，特别是涉及含三苯胺和氰基吡啶体系的固态酸碱刺激响应型的近红外荧光化合物的制备方法和应用。

背景技术

刺激响应发光材料是一类“智能”材料，这类材料在外部环境的刺激(如光、热、pH、离子、压力、有机小分子、水等)下，会使其吸收和发射光谱发生改变。近年来，刺激响应发光材料因其特有的可调控荧光发射的性质越来越受到人们的支持，其在可逆书写媒介、数据存储、记忆芯片、防伪纸、逻辑运算、荧光传感器、光开关和生物成像等领域也得到了广泛的应用，因而受到研究人员越来越多的关注。其中，酸碱响应是指有机荧光分子的紫外可见吸收和荧光发射光谱随pH的不断变化而发生明显变化的现象，具有这种性质的有机荧光分子常用于酸性传感器及防伪纸等领域。特别的，含氮原子的有机官能团如吡啶等，其氮原子的孤对电子，易于通过配位键结合一个氢原子并发生质子化，进而改变原有分子的前线轨道分布，表现出明显的酸碱响应。但是，目前该类材料存在固态荧光量子效率偏低，发光范围多为可见光区，响应后荧光位移小等缺点。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在问题，提供一种含三苯胺和氰基吡啶体系的固态酸碱刺激响应型的近红外荧光化合物的制备方法和应用。

本发明所提供的荧光化合物1分子化学式如式(I)所示：

本发明还提供了上述化合物的制备方法，包括以下步骤：

一种固态酸碱刺激响应型的近红外荧光化合物1，分子式为C₄₆H₃₂N₆。

1)将2，5-二苯胺-1，4-二甲醛基苯、3-吡啶乙腈与无水乙醇均匀混合，得到混合液；

2)将氢氧化钠溶解于无水乙醇中，得到氢氧化钠-乙醇溶液；

3)利用恒压滴液漏斗，在氮气保护下将氢氧化钠-乙醇溶液滴加到混合液中，室温下搅拌反应1小时，冷却至室温后过滤，将所得固体用水、乙醇交替清洗三次，干燥后用二氯甲烷和乙醇重结晶，得到橙红色晶体化合物1。

所述2，5-二苯胺-1，4-二甲醛基苯、3-吡啶乙腈与无水乙醇的用量比为2.134mmol∶4.2685mmol∶37.804mL。

所述氢氧化钠-乙醇溶液中氢氧化钠与无水乙醇的用量比为33.08mmol∶37.804mL。

本发明的有益效果如下：

该荧光分子具有聚集诱导发光特性和高聚集态发光的优点，荧光发射范围位于长波长550-710nm处，斯托克斯位移高达182nm。荧光化合物1的四氢呋喃和水的混合溶液中，水的体积浓度小于60％时，溶液几乎没有荧光，这时的溶液是澄清的，没有聚集体产生；当四氢呋喃和水的混合溶液中，水的体积浓度大于60％时，所述光敏剂产生荧光；当四氢呋喃和水的混合溶液中，水的体积浓度为80％时，所述光敏剂的荧光强度为该光敏剂在纯四氢呋喃中的荧光强度的15.7倍。同时，荧光化合物1的固态荧光量子效率高达48.64％。