[发明专利]吡咯并吡咯二酮类多孔有机聚合物及其合成方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及吡咯并吡咯二酮类多孔有机聚合物及其合成方法和用途。

背景技术

有机固态发光材料是在固体状态下受激发或自主状态下能够发光的一类有机功能材料，与无机材料相比，具有分子可修饰性强，器件可弯曲性等优点。近些年来，有机固态发光材料在光电材料领域得到科学家们的广泛关注。

吡咯并吡咯二酮(DPP)是一种高性能颜料，具有高荧光量子产率、优异的发色、耐化学溶剂、耐晒、耐老化等优良特性，所以被广泛地用于太阳能电池、场效应晶体管、有机发光二极管等领域。

然而，吡咯并吡咯二酮分子在固态下由于分子间相互紧密堆积会使荧光猝灭，本身没有固体荧光。本发明将吡咯并吡咯二酮分子衍生物用共聚的方法引入基于三聚氰胺多孔聚合物(MNW)的骨架中，合成了吡咯并吡咯二酮类多孔有机聚合物固体荧光材料(DPP_m-MNW-ν-n)。调节吡咯并吡咯二酮在聚合物中的含量，可以改变材料的荧光颜色，从红色直到蓝色范围内颜色均可调。此外，材料的多孔性使其具有吸附客体分子的性质，并将主-客体的相互作用转变成可见的荧光信号变化，实现荧光探针的应用。

总之，吡咯并吡咯二酮类多孔有机聚合物固体荧光材料充分结合了荧光颜料和孔材料的性能，对于设计优异性能探针器件和固态发光器件有重要的作用。

发明内容

本发明的第一个目的是提供吡咯并吡咯二酮类多孔有机聚合物。

本发明的第二个目的是提供吡咯并吡咯二酮类多孔有机聚合物的合成方法。

本发明的第三个目的是提供吡咯并吡咯二酮类多孔有机聚合物的应用。

本发明结合多孔聚合物性质和荧光小分子性质，提供了系列吡咯并吡咯二酮类多孔有机聚合物，其通式为

其中，R_m表示碳链长度为m的烷基，m＝1-4；R_ν表示醛基个数为ν的中心基团，ν＝2-4；n为每种醛基类型的子分类序号，

所述多孔有机聚合物由吡咯并吡咯二酮二苯甲醛衍生物(1)、芳香多醛化合物(2)和三聚氰胺(3)共聚而成

式(1)化合物为吡咯并吡咯二酮的二苯甲醛衍生物，其中R_m表示碳链长度为m的烷基，较佳为选自R_m＝CH₃、CH₂CH₃、CH₂CH₂CH₃和CH₂CH₂CH₂CH₃；式(2)化合物为芳香多醛化合物，其中ν为醛基个数，ν＝2、3或4，R_ν为对应不同醛基数时的中心基团；式(3)化合物为三聚氰胺，其投料量为醛基总摩尔量的1/3。

根据芳香多醛化合物式(2)中醛基个数分类，本发明化合物又可分为DPP_m-MNW-2-n、DPP_m-MNW-3-n和DPP_m-MNW-4-n三类化合物(R_m表示碳链长度为m的烷基，n为R_ν的种类数)，具体化合物结构如式II，III，IV所示：

其中ν＝2，芳香多醛化合物通式为n＝1，2；

其中ν＝3，芳香多醛化合物通式为其中

及

其中ν＝4，芳香多醛化合物通式为其中

本发明的吡咯并吡咯二酮类多孔有机聚合物具有0.5-751m²g^-1的比表面积和0.0019-0.75cm³g^-1的孔容。

本发明的吡咯并吡咯二酮类多孔有机聚合物具有从红色到蓝色的荧光颜色，覆盖整个可见光区域。

本发明的吡咯并吡咯二酮类多孔有机聚合物对于硝基化合物具有荧光猝灭响应，尤其对于2,4,6-三硝基苯酚具有高度选择性猝灭响应。

本发明的吡咯并吡咯二酮类多孔有机聚合物对于给电子化合物具有荧光增强响应。

本发明还提供了制备吡咯并吡咯二酮类多孔有机聚合物的合成方法。所述方法是将吡咯并吡咯二酮二苯甲醛衍生物(1)、芳香多醛化合物(2)和三聚氰胺(3)进行共聚反应，如反应式(I)所示：