[发明专利]一种压致变色荧光分子及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种压致变色荧光分子及其制备方法和应用。本发明提供的压致变色荧光分子具有聚集诱导发光性质，并且在压力作用下，化合物由原来的晶态转变为无定形态，改变了其固态情况下的堆积方式，进而引起了发射光谱的变化；在熏蒸后化合物又从无定形态转变为晶态，具有压致变色性能。实验结果表明，本发明提供的压致变色荧光分子在二甲基亚砜中具有良好的溶解性，而在二氯甲烷中几乎不溶解，可形成纳米聚集体，具有聚集诱导发光特性。另外固体发光颜色从黄绿光到橙黄光，在压力的作用后，在365nm紫外灯下可以很明显的观察到固体发光颜色变化，同时在甲醇蒸汽熏蒸下可以恢复原始的发光颜色。

技术领域

本发明涉及光电功能材料技术领域，特别涉及一种压致变色荧光分子及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，荧光分子由于在OLED光电器件、生物传感器、信息安全等领域具有广泛的应用价值，已经引起了广大科研工作们的强烈关注。然而，传统荧光化合物在溶液中展现了高的发光效率，在聚集状态时表现为荧光强度减弱甚至淬灭，这就是常见的聚集诱导荧光淬灭效应(aggregation caused quenching，ACQ)。鉴于荧光材料常常以聚集或固体薄膜形式使用，ACQ现象严重限制了荧光材料在特定情况下的应用前景。

2001年，唐本忠院士课题组报道了一类具有螺旋桨结构的分子，它们具有与ACQ现象相反的发光行为：该类分子在溶液中荧光很弱或是不发光，但在固态或聚集状态时，则产生强烈的荧光。他们把这一现象命名为聚集诱导发光(aggregation-induced emission，AIE)现象。AIE现象与传统的ACQ现象恰好相反，利用这一新特性可以进一步拓宽有机荧光化合物在固体或聚集状态领域的应用。另外，由于大多数具有AIE性质的分子具有扭曲的分子构象，导致其分子堆积相对松散，在受到力刺激后，分子内部作用力发生变化，导致分子堆积方式发生变化，使得材料从一种有序结构变成另一种有序或者部分有序、无序结构，材料的光物理性质随之变化，即压致变色性质。而后经过加热、溶剂熏蒸等处理后，分子的堆积方式会恢复成原来的，实现荧光颜色变化的可逆性。具有压致变色性质的荧光材料是一种新型的智能材料，它在应力传感器、信息存储、荧光开关和发光器件等领域具有非常广泛的应用。

2014年刘睿课题组报道了以氟硼配合物为核心，引入碗状的吩噻嗪分子作为供电子取代基，该化合物展现了AIE特性。另外在压力作用下，化合物的发光由黄色变为红色，在二氯甲烷蒸汽下，发光颜色可以恢复到最初的黄色(Chem.Commun.,2014,50,12951-12954)。2016年you课题组报道了以[1,2,4]三唑酮-[1,5-a]嘧啶为母体，分别引入不同的取代基，实现了发光颜色可调，同时获得了一系列压致变色材料(J.Am.Chem.Soc.2016,138,12803-12812)。但是到目前为止已经报道的具有压致变色性质的发光材料还很少。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压致变色荧光分子及其制备方法和应用。本发明提供的压致变色荧光分子具有聚集诱导发光特性和压致变色特性。

本发明提供了一种压致变色荧光分子，具有式I所示的化学结构：

所述式I中A^-为酸根离子；

所述式I中R为R1或R3所示基团：

优选的，所述酸根离子包括氯离子、硫酸根离子、醋酸根离子或三氟乙酸根离子。

本发明提供了一种上述技术方案所述压致变色荧光分子的制备方法，包括以下步骤：

(1)将1,1,3,3-四甲氧基丙烷、芳基胺和有机溶剂混合，得到混合溶液；所述芳基胺为苯胺或对溴苯胺；

(2)将所述步骤(1)得到的混合溶液降温至-5～5℃，滴加酸溶液，进行水解和亲核加成反应，得到压致变色荧光分子。