[发明专利]氰基亚胺取代芘类衍生物及其合成方法

说明书

本发明涉及一类‑氰基亚胺取代基芘类衍生物及其合成方法，该衍生物的结构式为：其中，R=乙基、异丙基、环己基、叔丁基、叔戊基或苯基。本发明的衍生物具有显著的聚集诱导发光现象。本专利采用的合成方法操作简便、产率较高。α‑氰基亚胺取代的引入有效降低了分子间的π‑π堆积，防止了荧光淬灭；亚胺双键与芳香环发生共轭，使得该类化合物的吸收和发射光谱发生了较大幅度的红移。该类化合物在有机发光器件、生物成像、传感领域具有重要的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种α-氰基亚胺取代芘类衍生物及其合成方法。

背景技术

芘(Pyrene)是一种非常有价值的有机化合物，因其具有良好的光电活性而被广泛应用于有机功能材料领域中。1837年，Laurent在残留的煤焦油蒸馏物中发现了稠环芳烃芘(Chemical Reviews,2011,111,7260)，他的这一开创性工作，使芘成为了多方面研究的热点。之后，在1954年，和Kasper在芘溶液中首次观察到分子间激基缔合物(TheJournal of Society of Dyers and Colourists,1963，79，229)，此激基缔合物具有长的激发态寿命和高的荧光量子产率，与单体有着异常不同的荧光发射峰，而且它的激发光谱对微环境改变非常敏感，这使芘广泛应用于微环境荧光分子探针方面的研究。在过去五十年里，人们利用芘的荧光性质来探究水溶性聚合物，使芘成为目前在聚合物荧光标记中最常使用的染料(Zeitschriftfür Elektrochemie,1955,59,976)。芘的标记功能不仅在蛋白质和多肽的结构研究上有广泛应用，在DNA识别(The Journal of American ChemistrySociety,1997,119,5451)和脂质膜(Biochemistry,1987,26,5943)方面的研究也有大量应用。芘及其衍生物的激基缔合物荧光还可以还用来检测环境参数，例如温度、压力或者pH值。通过对芘不同位置的化学修饰可以对其分子结构和堆积加以调控，降低分子间堆积，提高材料的发光效率，这也是设计和调节芘基材料的一个关键因素。

α-氰基亚胺是一类有价值的合成中间体，其结构如下：

α-氰基亚胺官能团是一个强吸电子基，当它与多环芳烃相连时，它可以改变芳香烃的电子云密度，使得芳环的电性发生改变，改变分子的HOMO和LUMO能级；芳烃相连的亚胺可以形成席夫碱，使得氰基亚胺的稳定性得到提高，α-氰基亚胺对高温(大于100℃)和水非常稳定；亚胺上氮原子的取代基是可以调节，因此可以通过对取代基的调控实现对固体堆积进行调节；氰基亚胺中亚胺的双键可以和芳香环发生共轭，增加p电子数，使得芳香烃的紫外最大吸收波长发生红移，进而改变芳烃的光电效应。因此，通过α-氰基亚胺对多环芳烃进行修饰的具有重要的意义。

目前研究较多的是α-氰基亚胺的化学转化研究较多，其可以转化为酰胺、三唑等官能团，然而，用将其应用到有机功能材料性质进性质调控中尚无报道。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种氰基亚胺取代芘类衍生物，本发明化合物是在重要有机功能材料芘的骨架上通过有机合成方法引入各种取代的氰基亚胺结构，以调节其发光性质。

本发明的目的之二在于提供该衍生物的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的反应机理为：

合成方法(1)：

合成方法(2)：

其中，R为三级烷基取代基。

根据上述反应机理，本发明采用如下技术方案：

一类氰基亚胺取代基芘类衍生物，其特征在于该衍生物的结构式为：