[发明专利]一种具有长余辉效应的有机化合物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于有机余辉发光材料技术领域，具体涉及一种以n-π*跃迁的9-苯基咔唑作为基础单元具有长余辉效应的有机化合物及其制备方法和应用。

背景技术

长余辉发光材料简称长余辉材料，又被称为蓄光型发光材料、夜光材料，其本质上是一种光致发光材料，是一类吸收能量如可见光、紫外光、X-ray等，并在激发停止后仍可继续发出光的物质，能将能量储存在能陷里，具有广阔的应用前景。

无机长余辉材料是研究与应用最早的材料之一，许多天然矿石本身就具有长余辉发光特性，并用于制作各种物品，如“夜光杯”、“夜明珠”等。传统无机余辉材料具有多种缺点：1)合成条件苛刻，条件繁杂；2)通常需要掺杂无机稀土材料，价格高，毒性大；3)且需要研磨使用，很难应用在柔性衬底上。

发明内容

解决的技术问题：本发明的目的是克服现有无机余辉材料合成条件苛刻、繁杂，需要掺杂无机稀土材料，价格高、毒性大的缺陷，提供一种以n-π*跃迁的9-苯基咔唑作为基础单元的具有长余辉效应的有机化合物及其制备方法和应用。该有机长余辉发光化合物具有合成方法简单，发光光谱可调，柔性，无需掺杂无机稀土材料，价格便宜，毒性低等特点，可被广泛应用在多级加密防伪(发光颜色、寿命等)，疾病诊断和生物成像等光电子学各领域。

技术方案：一种具有长余辉效应的有机化合物，是以n-π*跃迁的9-苯基咔唑作为基础单元，其结构式如下：

其中，X₀、X₁、X₂、X₃、X₄选自氢、卤素原子、烷基、烷氧基、氨基、氰基、羧基或咔唑，可以相同或不同。

上述具有长余辉效应的有机化合物的制备方法，是将1倍当量咔唑、1～1.5倍当量卤代苯或卤代苯衍生物、0.44倍当量Cu、4.04倍当量的K₂CO₃放入反应容器中，以硝基苯作为反应溶剂，氮气保护下120～160℃反应12～48h，反应液通过减压蒸馏得到粗品，经柱层析得到纯净产物。

上述具有长余辉效应的有机化合物在多级防伪加密领域的应用。

上述具有长余辉效应的有机化合物在制备诊断用显色剂中的应用。

上述具有长余辉效应的有机化合物在生物成像领域的应用。

上述具有长余辉效应的有机化合物在制备防伪标识中的应用。

有益效果：本发明的具有长余辉效应的有机化合物具有反应原料易得、反应条件简单、无毒、制备方便、柔性等优点，是实现多级加密防伪(发光颜色、寿命等)，疾病诊断和生物成像等的理想产品。

附图说明

图1是实施例1至5所得化合物的稳态及瞬态光谱谱图，插图为相应化合物在365nm激发下的实物图(左图)及褪去激发后的余晖图(右图)；

图2是实施例1至5所得化合物的晶体发光寿命图，a为实施例1所得晶体、b为实施例2所得晶体、c为实施例3所得晶体、d为实施例4所得晶体、e为实施例5所得晶体；

图3是实施例1至5所得化合物晶体的器件制备示意图；

图4为实施例1所得化合物晶体的器件余辉效果图。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供了一种具有长余辉效应的有机化合物，是以n-π*跃迁的9-苯基咔唑作为基础单元，其结构式如下：

其中，X₀、X₁、X₂、X₃、X₄选自氢、卤素原子、烷基、烷氧基、氨基、氰基、羧基或咔唑，可以相同或不同。

本发明通过在有机分子中引入特殊的堆积方式来稳定有机光电材料中的三线态激子，然后再将稳定的三线态激发态激子缓慢的释放出来，从而提高材料的发光寿命。这类材料通常含有具有n-π*跃迁的N原子，其能够促进单线态激发态到三线态激发态的系间窜越，从而产生三线态激发态激子。各个平面取代基团促使分子间形成H-聚集作为能量的陷阱，从而稳定三线态激发态激子，然后再缓慢释放，从而实现纯有机光电功能材料的长寿命发光。