[发明专利]一种具有上转换圆偏振发光的三重态受体材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种具有上转换圆偏振发光的三重态受体材料及其制备方法和应用，所述三重态受体材料具有如下式I或式II所示的手性结构化合物。本发明的材料由于具有手性结构，并且在结构中含有并苯结构，使得该材料能够用作三重态湮灭上转换体系的能量受体，可与能量给体配合实现光子上转换并发射圆偏振光的目的，该三重态受体材料在手性光催化、生物显像、光信息的处理、显示和存储等方面具有较大的应用价值。

技术领域

本发明属于上转换材料领域，涉及一种三重态受体材料及其制备方法和应用，尤其涉及一种具有上转换圆偏振发光的三重态受体材料及其制备方法和应用。

背景技术

自然光是由与其传播方向垂直的并在各个方向振动的射线组成，如果在光传播的方向上放置平面偏振片，则只有那些振动方向与偏振片轴平行的射线才能通过，这种通过的光叫做平面偏振光。平面偏振光是由两个振幅和速度相同而螺旋前进方向恰好相反的圆偏振光叠加而成。当光通过一种介质，如果这种介质能够使左右圆偏振光的振幅和速度不同，则会产生椭圆偏振光，这种现象成为圆二色现象。利用物质对左右圆偏振光的吸收不同而产生的光谱就是圆二色光谱(CD)。圆二色谱变现出了手性物质的基态的结构信息。在圆二色谱基础上，人们发现某些具有手性的物质发射出的左右圆偏振光强度不同，这种现象成为圆偏振发光(CPL)，表现了物质激发态的结构特征。圆偏振发光在光信息的处理、显示和存储等方面具有重要的应用价值。

光子上转换是一种能够将低能量长波长的光转换成高能量短波长光的技术。能够实现光子上转换的方法一般有双光子吸收上转换，稀土材料上转换，以及近年来发展起来的三重态-三重态湮灭上转换。相对于前两者来说，三重态-三重态湮灭上转换所需光照强度低，上转换效率高，而且激发发射波长可调。因此三重态-三重态湮灭上转换在太阳能电池、光动力治疗、生物显像以及光催化的领域具有较大的应用价值。

CN105969336A公开了一种基于树枝形聚合物结构的三重态-三重态湮灭上转换发光材料，该上转换发光材料包含树枝形结构的湮灭剂，所述树枝形结构的湮灭剂是由9,10-二苯基蒽(DPA)共价修饰在芳醚树枝形聚合物的外围而形成的。本发明中的上转换发光材料，可于溶液和固体中实现低激发光功率密度条件下的上转换发光，然而其并不能实现圆偏振发光。

CN105693733A公开了一种具有高三重态能级的有机分子电子传输材料，同时引入吸电子的氮杂环、二苯基磷氧，将芳基或者稠环芳基连接两端的官能团，采用共轭程度较弱的位置连接。本发明的具有高三重态能级的有机分子电子传输材料，还具有易合成纯化，较高的玻璃化转变温度，较深的LUMO、HOMO能级，以及与金属或金属氧化物等阴极材料的强相互作用。然而其也未能实现圆偏振发光。

目前为止，光子上转换领域还没有实现圆偏振光发射的报道。因此，在本领域期望开发一种能够同时实现上转换和圆偏振光发射的三重态材料。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种三重态受体材料及其制备方法和应用，尤其涉及一种具有上转换圆偏振发光的三重态受体材料及其制备方法和应用。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供一种三重态受体材料，所述三重态受体材料具有如下式I或式II所示的手性结构化合物：

其中R₁、R₂、R₃和R₄独立地为取代的或未取代的具有并苯结构的基团或氢，并且R₁与R₂不同时为氢，R₃和R₄不同时为氢。

在本发明所述的式I或式II所示的手性结构化合物中，加黑加粗部分表示结构的构象是朝向面外。式I和式II所示的化合物如同实物与其镜中的映体，结构相同，但彼此不能重合，为手性化合物。