[发明专利]含吡咯并吡咯烷酮和芴构筑单元的荧光共轭高分子、制备方法及应用

说明书

本发明公开了吡咯并吡咯烷酮和芴两种构筑单元荧光共轭高分子、制备方法及应用。将吡咯并吡咯烷酮（DPP）结构的单体与芴结构的单体2,7‑二溴‑9,9‑二辛基芴，1,4‑苯二硼酸通过Suzuki偶联共聚的方法，得到一种荧光共轭高分子。按本发明技术方案，可通过调节吡咯并吡咯烷酮（DPP）结构的单体与2,7‑二溴‑9,9‑二辛基芴单体的比例，合成的一系列共轭高分子，在三氯甲烷溶剂中聚合物具有不同的荧光发射波长，荧光颜色的变化范围从橙黄色‑黄色‑紫色‑蓝色，实现了对聚合物荧光颜色的控制和调节。

技术领域

本发明涉及一种荧光共轭高分子、制备方法及其应用，属于荧光高分子材料技术领域。

背景技术

共轭高分子作为一种发光的材料，其在光电领域、传感领域和生物成像等方面有着广泛的应用（参见文献：Chem. Rev. 2009, 109, 897-1091; Chem. Rev. 2000, 100,2537-2574; Coordin. Chem. Rev. 2009, 253, 410-422; Adv. Sci. 2017, 4,1600481），而共轭高分子荧光颜色的调节极大拓宽了在这些领域的具体应用。近年来，关于共轭高分子荧光颜色调节的方法的报导也有很多，主要涉及到的荧光颜色调节的方法包括：物理共混法、共聚法、改变取代基法和控制共轭长度法等（参见文献：ACS Appl. Mater.Interfaces 2015, 7, 26709-26715; J. Phys. Chem. B 2006, 110, 14148-14154; J.Am. Chem. Soc. 2013, 135, 1148−1154; Macromolecules 2016, 49, 4102-4114）。在共聚法中，已有文献报导了用氟硼二吡咯与芴和苯并噻唑的结构共聚调节荧光颜色（ACSNano 2013, 7, 376-384），但将吡咯并吡咯烷酮（DPP）与芴的结构共聚用来调节共轭高分子的荧光颜色还未见报导。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型结构的含吡咯并吡咯烷酮（DPP）和芴构筑单元的荧光共轭高分子及其制备方法，并得到一系列具有不同荧光发射波长的共轭高分子，以实现对共轭高分子荧光颜色的可调节。

实现本发明目的的技术方案是提供一种含吡咯并吡咯烷酮和芴构筑单元的荧光共轭高分子，它的结构式为：

；

其中，X为重复单元，X= 0～0.5。

本发明技术方案还提供一种含吡咯并吡咯烷酮和芴构筑单元的荧光共轭高分子的制备方法，按物质的量计，将1份单体M1与单体M2的混合物，1份单体M3， 0.007～0.010份四（三苯基膦）钯，20～25份碳酸钠，560～600份去离子水和380～420份四氢呋喃混合搅拌，在氩气保护、温度为55～65℃的条件下反应；

所述单体M1的结构式为

；

所述单体M2的结构式为

；

所述单体M3的结构式为

；

反应结束后，经纯化除去杂质、干燥，得到一种含吡咯并吡咯烷酮和芴构筑单元的荧光共轭高分子。

本发明所述1份单体M1与单体M2的混合物中，单体M1与单体M2的份数分别为下列组合中的一种：1份与0份，0.5份与0.5份，0.2份与0.8份，0.1份与0.9份，0.02份与0.98份，0份与1份。

本发明提供的含吡咯并吡咯烷酮和芴构筑单元的荧光共轭高分子的应用，按上述制备方法，改变单体M1与单体M2的比例，用于制备一系列含吡咯并吡咯烷酮和芴构筑单元的荧光共轭高分子，在三氯甲烷溶剂中，它们具有不同的荧光发射波长。