[发明专利]基于5,6-二取代菲及其衍生物的光敏性双螺旋手性荧光化合物及其合成方法

说明书

本发明提供一种基于5,6‑二取代菲及其衍生物的光敏性双螺旋手性荧光化合物及其合成方法，以5，6‑二芳杂环取代菲或5，6‑二芳杂环取代‑9，10菲罗琳为光响应性的基本结构框架，合成并分离了具有双螺旋结构的二芳基乙烯型的分子构架。本发明引入具有旋转位阻的螺旋结构作为提高比旋光度的结构单元，并且将其与光响应结构融合在一起，分子受特定光的激发则发生能级跃迁/或分子异构，导致手性结构的明显改变，从而表现出分子旋光性的光响应性，可以应用于特种光学薄膜的制造、防伪识别、特种光纤产品以及发光薄膜器件的制造。

技术领域

本发明涉及手性光功能材料领域，特别涉及一种光敏性双螺旋手性荧光化合物及其合成方法。

背景技术

对光、电、磁等外界能量具有响应性的有机分子是一类独特的有机功能材料，如分子开关材料、荧光材料、光致变色材料、光吸收材料、非线性光学材料等。在材料的研究中发现，手性也是材料的功能要素之一。

手性是宇宙间的普遍特征，自然界存在的糖、核酸、淀粉及纤维素中的糖单元,都是D-构型，生物大分子的基元材料氨基酸都是L-构型。蛋白质和DNA具有右旋的螺旋构象。在生物系统中，对手性结构有着专一的选择性，很多药物分子的疗效、毒性与其手性结构有着直接相关。有些手性技术已在人们的日常生活中得到了广泛的应用，深入的应用型研究正在进行当中。

结构的不对称性即是有机分子的手性，是分子中的原子特有的空间排布方式，影响着分子的物理化学、生物化学和光物理等性质，分子的手性结构称为化学、生物、制药、物理、光学等领域研究的重要课题。典型的不对称结构一般有两类，一类是由单个或多个手性碳中心构成的手性分子体系，其中每个中心由一个中心碳和四个不同的相连接基团共同构成,另一类则是由分子结构中某种螺旋型构造形成的手性结构。

摩尔比旋光度和圆二色性是手性化合物重要的光物理表征参数。对于含手性中心的有机分子，其比旋光度受周围四个基团的影响，一般0到几十度的范围内，通常都比较小。对于含螺旋型结构的手性分子，比旋光度一般受到构成螺旋的片段构造、螺距和螺旋半径等因素的影响，通常都具有较大的比旋光度，可以达到10^3～4数量级。

圆二色性则反应了手性化合物的非线性光学特征。圆偏振发光(CPL)是手性荧光分子的发光特性。1972年以后，在圆二色的基础上，人们发现圆偏振荧光的左右圆偏振光强度不同，通常以左右偏振光的强度之差ΔI＝CPL＝I_L-I_R作为圆偏振光的量度，因此圆偏振荧光光谱随波长的变化而变化。1967年，Emeis和Oosterhoff等研究者，率先用非偏振光对拆分的对映体反-β-茚满酮等样品溶液，测定了其发射光的左右偏振光强度。偏振荧光材料的偏振极化度可以用发射不对称因子g_lum和吸收不对称因子g_abs来表征，可以作为手性强弱的量度。发射不对称因子，由公式g_lum＝2(I_L-I_R)/(I_L+I_R)确定。其值在【-2，2】之间。对于纯的左旋和右旋偏振光荧光，g_lum＝±2，对于非偏振荧光，则g_lum＝0。吸收不对称因子g_abs，由公式g_abs＝2(ε_L-ε_R)/(ε_L+ε_R)确定。ε_L为左旋偏振光的吸光系数，ε_R为右旋偏振光的吸光系数。g_lum和g_abs的区别在于，g_abs是基态手性的量度，而g_lum则是激发态手性的量度。