[发明专利]荧光紫精衍生物及其应用和制备方法

说明书

本发明公开了一种荧光紫精衍生物及其应用和制备方法，利用溶剂热法制备了一系列快速可视化溶剂识别、碱性区间pH值、温度、NH₃碱性气体快速灵敏变色检测的新型紫精衍生物。同时该系列荧光紫精衍生物合成方法简单，产率高，成本低，荧光强；紫精电致变色器件变色性能和循环稳定性好，变色电压低，变色快，组装方便。荧光紫精衍生物在不同有机溶剂中能够显示区分的颜色和荧光发光变化，从而达到检测和区分有机溶剂效果。而将新型紫精制备成检测试纸，其保留了溶液状态时的检测能力，试纸能显示出不同的颜色变化从而达到传感检测识别的作用。紫精电致变色器件的测试则表明荧光紫精衍生物在电致变色玻璃和显示器等领域具有很好的潜在应用价值。

技术领域

本发明涉及一种荧光材料、变色材料及其应用和制备方法，特别是一种乙烯基紫精类物质或者萘乙酰基紫精类物质及其应用和制备方法，应用于化工和材料技术领域，特别是应用于显色材料、比色传感器和电致变色器件技术领域。

背景技术

可视化的比色传感器以其简单性和灵敏性，在环境控制、安全、工业厂房等领域有着广泛的应用前景。紫精，N,N二取代-4,4′-联吡啶阳离子盐，最早作为除草剂而广泛使用。由于其特殊的缺电子性，使其在不同的外在光、热、压、电等环境调控下能够发生可逆的氧化还原反应，同时表现出明显的颜色变化，是一种非常具有应用前景的比色材料。

紫精衍生物广泛应用在电致、光致、热致、溶剂等变色传感材料中，同时由于其低的LUMO轨道能级和电荷转移特性，其在超分子，生物，OLED，ECD等领域也取得了巨大的研究进展。

由于紫精阳离子自由基的稳定性较差、显色不持久、使用条件苛刻等问题。因此大多数紫精变色过程只能在非水溶液及无氧环境下发生，这极大的限制了其在更广大领域上的应用和发展。同时具有荧光性质的紫精材料很少见，目前有报道的主要是紫精与无机物、超分子、ZIF、MOFs等组成的复合物和紫精聚合物等，且荧光量子产率不高，而单纯的强荧光紫精材料未见报道。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种荧光紫精衍生物及其应用和制备方法，合成苯乙酮衍生物或苯甲酸衍生物作为取代基的新型荧光紫精衍生物，尤其是乙烯基紫精类物质或者萘乙酰基紫精类物质，旨在开发其在荧光防伪识别、溶剂显色识别的材料和装置，实现多功能检测传感、显色和变色显示等，并实现本发明荧光紫精衍生物在碱性区间pH、温度、NH₃等碱性气体的试纸、电子传感器件以及电致变色器件和显示装置等领域的潜在实际应用。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种荧光紫精衍生物，分子式如下：

其中，A为任选被R取代的5～10元芳基或任选被R取代的5～10元杂芳基；B为任选被R取代的5～10元芳基或任选被R取代的5～10元杂芳基；所述5～10元芳基是指芳香性单环或者并环取代基，环上原子数为5～10中的任意一种原子数；上述5～10元芳基优选苯基和萘基；所述5～10元杂芳基是指芳香性单环、螺环或者并环取代基，环上原子数为5～10中的任意一种原子数，其中至少有1～3个为选自N、O或S的杂原子，其中氮原子是被取代的或未取代的，L为单键和R选自H、F、Cl、Br、I、CN、NO₂、OH、NH₂、C_1-6烷基、OC_1-6烷基、NH(C_1-6烷基)或N(C_1-6烷基)(C_1-6烷基)，所述C_1-6烷基、OC_1-6烷基、NH(C_1-6烷基)、N(C_1-6烷基)(C_1-6烷基)任选被F、Cl、Br或I所取代；X为卤素元素。

作为本发明优选的技术方案，氮或硫杂原子任选被氧化。