[发明专利]一种固液态均具较强荧光的双相有机荧光材料及制备方法

说明书

本发明提供了一类固态和溶液态均具强发光的、兼具良好溶剂化变色效应的荧光材料及其制备方法和用途。具体地说，本发明提供结构通式(TPP‑R)代表的固态和溶液态均具有较强荧光发射的芳基吡咯衍生物荧光材料：其中R基为吸电子基团醛基、氰基或酯基。本发明还提供了此芳基取代吡咯衍生物荧光材料的制备方法，所制备的荧光材料固液态均有较高的荧光量子效率，显著的溶剂化变色效应，中等极性吸电基团使得其中一种荧光材料具有不同聚集形态的发光各异特性。本发明的固态和溶液态均具有较强发光性能的荧光材料在有机发光二极管、化学检测、生物检测等方面具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一类有机荧光材料及制备方法，具体来说，涉及一类固态和溶液态均具较强荧光、且具有良好溶剂效应的特殊荧光材料及其制备方法。

背景技术

有机发光材料，由于其在发光二极管(LED)、特异性分子识别与追踪、光化学传感器以及生物成像等许多领域具有巨大的应用受到了广泛的关注。传统荧光材料在较稀的溶液状态下会有较强的荧光，但是在浓溶液或固体薄膜状态时，因为分子之间的π-π相互作用而形成紧密堆积，造成激发态能量大多以非辐射的形式耗散，发生荧光猝灭(ACQ)；在荧光材料的实际应用中，常常需要被加工成需要的形状，即在固态或薄膜状态下使用，所以这些材料荧光是猝灭的，这限制了传统荧光材料在成膜或固态时的应用。2001年，香港科技大学唐本忠教授设计并合成了一类芳基取代的噻咯衍生物，这些物质在溶液中荧光很弱甚至不发出荧光，但在加入不良溶剂使其聚集沉淀后，荧光强度会有极大的增强，在结晶态或者固体成膜时也有很强的荧光，以致其聚集态的荧光量子产率比溶液状态下高出几百倍，被称为聚集诱导发光现象(AIE)；此类物质的分子发生聚集以后，因分子间的相互作用使取代基苯环的自由旋转受到限制，降低了非辐射能量的耗散，从而大大增加了荧光量子效率，同时极大地扩展了荧光物质在薄膜或固态条件下的应用。然而，无论是ACQ材料还是AIE材料，他们只能在溶液或者固态的单一状态下有较强的荧光，并因此在光电材料和化学生物传感等领域发挥着重要的作用。本发明中所制备的物质无论在溶液态还是在固态均具有较强的荧光，液态荧光量子产率高达94.9％，固态时也可达到20.1％。

发明内容

本发明的目的之一在于提供了一类特殊的荧光材料，所述荧光材料在固态和溶液状态均具有较强的荧光，且具有良好的溶剂效应，其中带有中等极性取代基醛基化合物还具有多种聚集形态；目的之二在于提供一类荧光材料的制备方法，所述制备方法简单，操作方便。

本发明的目的由以下技术方案实现：

一类特殊的荧光材料，所述材料由三苯基吡咯的衍生物和带有不同吸电基团取代基的苯硼酸经铃木偶联制得，最终产物为2,5-(4’-R基-联苯基)-1-苯基吡咯(简称TPP-R)。

其中TPP-R的结构式如下：

其中R代表醛基、氰基、酯基等吸电子基团。当R是醛基时为化合物1，当R是氰基时为化合物2，当R是酯基时为化合物3。

一类特殊的荧光材料的制备，所述合成路线如下：

本发明所述荧光材料，在固态和溶液状态下均具有较强的荧光发射，其固态和液态荧光量子效率都较高。该荧光材料在不同极性的溶剂中具有不同的可视化荧光响应，具有良好的溶剂效应，且其中一种带有中等极性取代基的荧光材料具有多种聚集形态，两种形态之间的发光颜色可以循环多次地转化。所述荧光材料的制备方法简单，操作简便，在有机二极管、有机光电材料、生物化学传感、固液双相发光等领域具有显著的潜在应用前景。

附图说明

图1为本发明制备的化合物1的核磁共振谱图；

图2为本发明制备的化合物2的核磁共振谱图；

图3为本发明制备的化合物3的核磁共振谱图；