[发明专利]一种基于吲哚[3,2-b]咔唑蓝色荧光材料及其合成方法

说明书

本发明公开了一种基于吲哚[3,2‑b]咔唑的蓝色荧光材料，具有如式(I)所示的结构式，其合成方法是将吲哚和对溴苯甲醛溶于乙腈中，加热回流，分步加入氢碘酸和单质碘得中间产物ICZ‑1，再与溴代异辛烷反应得中间产物ICZ‑2，最后与对甲酰苯硼酸反应，得到目的产物ICZ‑CHO，原料易得，合成路线简单，收率较高。本发明的基于吲哚[3,2‑b]咔唑蓝色荧光材料作为有机中间体，可继续功能化，而且在固体粉末状态下，可有效避免分子间的π‑π堆积作用，表现出微弱的蓝光发射，有望用于固体发光材料。

技术领域

本发明属于材料化学技术领域，具体涉及一种基于吲哚[3,2-b]咔唑蓝色荧光材料及其合成方法。

背景技术

有机小分子荧光材料因具有结构明确、结构易修饰、发光波段范围广等优点，而广泛应用于化学传感、有机发光二极管(OLEDs)和生物显影等领域。吲哚[3,2-b]咔唑基团，作为蓝光荧光核，是一种具有较好平面和刚性π共轭结构的梯型含氮杂环化合物，其包含三个苯环和两个氮原子，具有供电子能力。吲哚[3,2-b]咔唑基团表现出良好的光电性质，相比于咔唑类衍生物，该类材料具有更多的优势，比如大的共轭结构，因此其HOMO(最高已占有轨道)和LUMO(最低未占分子轨道)的能级差更低。另外，吲哚[3,2-b]咔唑具有结构易修饰的特点，可通过化学反应改变分子的空间构型，调控分子在聚集状态下的堆积结构，进而定向调节吲哚[3,2-b]咔唑类衍生物的光物理性质。目前，吲哚[3,2-b]咔唑衍生物吸引了大量的关注，主要原因有三个：一是合成简单，只需要简单的两步反应就可以构筑一个吲哚[3,2-b]咔唑基团；二是纯化简单，可采用物理气相传输法进行纯化；三是结构易修饰，可通过引入相关功能基团，增加分子的共轭程度，修饰材料的稳定性和化学可调节性。随着有机小分子荧光材料被不断的合成出来，我们生活会更加的丰富多彩。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于吲哚[3,2-b]咔唑蓝色荧光材料，该材料既可以作为重要的中间体，制备出性质优异的有机荧光新材料，丰富荧光材料的应用领域；其本身在固体粉末状态下，又有效避免分子间的π-π堆积作用，表现出微弱的蓝光发射，有望用于固体发光材料。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是提供一种基于吲哚[3,2-b]咔唑蓝色荧光材料，具有式(I)所示的结构式：

本发明的基于吲哚[3,2-b]咔唑蓝色荧光材料既可以作为重要的中间体，制备出性质优异的有机荧光新材料，丰富荧光材料的应用领域；其本身在固体粉末状态下，又有效避免分子间的π-π堆积作用，表现出微弱的蓝光发射，有望用于固体发光材料。

本发明的另一个目的是提供一种基于吲哚[3,2-b]咔唑蓝色荧光材料的合成方法，为达到该技术目的，本发明采取的技术方案是提供一种基于吲哚[3,2-b]咔唑蓝色荧光材料的合成方法，包括以下步骤：

(1)将对溴苯甲醛和吲哚溶于乙腈(CH₃CN)中，加热回流，分步加入氢碘酸(HI)和单质碘(I₂)，过滤得中间产物ICZ-1；

(2)将ICZ-1转移至反应瓶中，加入DMSO和50％的氢氧化钠水溶液，升温至70～90℃，反应1～4小时后，加入溴代异辛烷，继续反应至结束，将反应液加入水中，调pH至中性，乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥，减压蒸干溶剂，柱层析纯化得中间产物ICZ-2；

(3)将化合物ICZ-2和对甲酰苯硼酸溶于四氢呋喃中，加入四(三苯基膦)钯(Pd(PPh₃)₄)，氮气保护下升温至回流，然后缓慢滴加碳酸钾水溶液，薄层色谱法监测至反应结束，将反应液加入饱和食盐水中，用盐酸调节pH至中性，用二氯甲烷萃取，无水硫酸钠干燥，过滤，蒸干溶剂，柱层析纯化获得目标产物ICZ-CHO。

进一步地，化合物ICZ-2与对甲酰苯硼酸的摩尔比是1:(2.5～3)。