[发明专利]一种近红外发光荧光分子及其制备方法与应用

说明书

本发明提供一种近红外发光荧光分子及其制备方法和应用。所述分子以代表化合物，荧光发射峰出现在700～1600nm范围内。X为O，S,Se,Te或N‑R，D₂₁和D₂₂至少一个取自二芳基氨基、芳基桥联的二芳基氨基、9‑咔唑基、9‑芳基‑咔唑基、芳基或杂环芳基并吲哚基中的一种；L₁₁和L₁₂各取自单键、芳基、杂芳基；Ar₁₁,Ar₁₂,Ar₁₃和Ar₁₄各取自芳基、杂芳基；m和n各取自1～4的整数；L₂₁和L₂₂取自双键、芳基、杂芳基；虚线表示所连接的单元可各自独立或成环，成环可经单键、‑O‑,‑S‑,‑C(CH₃)₂‑,‑C(Ar₁₅)₂‑,‑Si(CH₃)₂‑,‑Si(Ar₁₅)2‑,‑BAr₁₆‑桥联。本发明化合物具有近红外一区和二区光吸收和荧光发射，有更好的热稳定性、更高的光致发光量子效率和更小的ΔΕ_ST及高的反向系间跃迁率。在有机半导体器件、生物传感等领域获得全新广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于有机光电半导体技术领域，具体涉及一种近红外发光荧光分子及其制备方法与应用。

背景技术

有机光电半导体材料具有结构可设计性强、能级可调、光谱可调、宽谱吸收和强荧光发射等性质，已成为新一代电子信息材料的主体，在有机发光二极管、有机场效应晶体管、有机太阳电池、钙钛矿太阳电池、光电探测器和生物传感与诊疗等领域获得广泛关注和应用。研究开发一种新型高效的有机共轭半导体材料必将在电子产业中产生广阔的市场前景。

尤其，具有近红外吸收和发射性质的有机半导体材料，在有机电子学器件、纳米生物、柔性电子领域获得广泛应用。特别是近红外一区750nm以上，或者近红外二区吸收和发射的有机半导体分子在光伏器件、生物传感和重大疾病诊疗领域获得广泛应用。例如，以近红外分子作为光吸收和发光单元，通过纳米共沉淀等方法与化学药物制备诊疗一体化纳米诊疗试剂，能实现光、化学协同诊疗。近年来，近红外二区发光的有机半导体材料也备受关注，在光声成像、光化学治疗中具有非常好的效果。然而，700nm以上发光的近红外一区和近红外二区发光材料种类非常少、结构也较为单一。从分子设计的角度而言，获得高的分子内电荷转移态是实现长波吸收和发射的主要策略。目前在制备近红外发光分子，尤其是近红外二区发光材料的时候，给体单元的选择具有较高的任意性，但受体单元却非常有限。

具有大平面Π共轭结构的杂环喹啉并二唑稠环共轭单元具有强大的吸电子能力，以其作为受体部分，选择苯环作为给受体的桥联部分连接受体与不同的给体结构，D-Π-A的共轭框架可以保证相对较高的发光量子效率，同时，相应材料的吸收和发射光谱能达到700nm以上。对文献和专利中相关材料调研，很容易发现这些结构给受体结构主要的连接位点都在苯并噻二唑或其衍生的苯环4,7-位，这些结构在器件和生物应用中已经表现出较好的性能，但衍生化位点单一极大限制材料设计的多样化，相应地，也使相关材料的性质调控被局限。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种新型近红外发光荧光分子，以获得性能更有益、结构更丰富、更易于功能化和规模化生产的近红外有机半导体。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种近红外发光荧光分子，其结构如下述通式(I)所述：

所述荧光分子的荧光发射峰出现在700～1600nm范围，其中，X为O，S,Se,Te或N-R，R为取代或未经取代的C1～C24烷基；