[发明专利]一种基于对映选择性共组装的圆偏振发光材料及其应用

说明书

本发明公开了一种基于对映选择性共组装的圆偏振发光材料及其应用。本发明提供的具有高g_lum值的圆偏振发光材料，为式Ⅰ所示或式Ⅱ所示N‑端π功能化的氨基酸的自组装体，或式Ⅰ所示N‑端π功能化的氨基酸与等摩尔量的含有同源手性的式Ⅱ所示N‑端π功能化的氨基酸的共组装体。本发明首先通过N‑端π功能化的氨基酸的自组装，实现了圆偏振发光从无到有。进一步地，通过引入同源手性分子N‑端π功能化的氨基酸，促进了分子间π‑π相互作用，其单晶结构解析为互为缠绕的双螺旋结构。本发明不仅有效地避免了非辐射跃迁，量子产率大大提高。更重要的是，通过手性匹配对映选择性共组装的方法实现了高g_lum值圆偏振发光材料的构筑。

技术领域

本发明涉及一种基于对映选择性共组装的圆偏振发光材料及其应用，属于圆偏振发光材料领域。

背景技术

同源手性是生物形成过程中一个重要的选择规律。许多生物的几何结构倾向于表现出同手性，如同源手性聚合物DNA和蛋白质。在宏观层面上，如大多数腹足类动物的壳都是右手的。然而，同手性生物结构的起源和进化尚不清楚，因此人们试图通过手性来探索生命的起源，超分子组装为人工构建同源手性组装体的设计和调控提供了一种有效的途径。合成或组装的螺旋结构不仅为天然存在的精致螺旋提供人工模拟物，如双螺旋DNA和三螺旋胶原蛋白，而且包含有机小分子在内的各种构建模块的螺旋组织促进了手性π功能材料的开发。近年来，圆偏振发光(CPL)作为激发态的一种手性特征，在三维显示、信息加密存储与防伪、非对称合成等领域具有广阔的应用前景，引起了化学和材料科学界越来越多的关注。一般发光不对称因子(g_lum)用来评估CPL材料的性质，开发具有大g_lum的同时兼具高的发光量子效率(QY)的CPL材料不仅是商业化应用的必要条件，也是基础科学研究的努力方向。然而，这两个因素的改善通常是以在超分子组装体中相互牺牲为代价的，相互权衡g_lum和QY的有效策略仍然极其有限。基于先前的理论研究和最近的实验进展，π-生色团的螺旋排列已被证明是一种有前途的提高g_lum值的方法。通过不同分子手性的π-系统之间的对映选择性共组装，不仅可以有效地操纵有机π材料的CPL性能，而且有助于理解自然界中手性的起源。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于对映选择性共组装的圆偏振发光材料，为基于N-端π功能化的氨基酸的对映选择性共组装体，基于N-端π功能化的氨基酸之间的氢键增强了共聚体的CPL强度。

首先，本发明基于N-端π功能化的氨基酸之间的自组装提供了一种具有高g_lum值的圆偏振发光材料，为式Ⅰ所示或式Ⅱ所示N-端π功能化的氨基酸的自组装体，g_lum值为0～0.016；

本发明以N-端π功能化的组氨酸甲酯和丙氨酸分子为基础，根据咪唑基团与羧基分子间可以形成氢键和π-π相互作用，构建了具有高g_lum值的圆偏振发光材料。

式Ⅰ所示N-端π功能化的氨基酸，即N-端π功能化的组氨酸甲酯，π基团优选为具有聚集诱导荧光增强性质的四苯乙烯基，分子结构式III所示。

式Ⅱ所示N-端π功能化的氨基酸，即N-端π功能化的丙氨酸，π基团优选为芴甲氧基，分子结构如式IV所示。

本发明提供的自组装体为由式Ⅰ所示或式Ⅱ所示N-端π功能化的氨基酸在有机溶剂Ⅰ与水的混合液Ⅰ中形成的体系；

所述有机溶剂Ⅰ为二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、甲醇、乙醇、乙腈或四氢呋喃，优选四氢呋喃；

所述混合液Ⅰ中，所述水的体积含量为70～90％，优选90％；

所述自组装体中，式Ⅰ所示或式Ⅱ所示N-端π功能化的氨基酸的摩尔浓度为1～30mM，优选10mM。