[发明专利]一种四苯乙烯基烷基溴化铵盐表面活性剂及其制备与应用

说明书

一种四苯乙烯基烷基溴化铵盐表面活性剂及其制备与应用，属于表面活性剂技术领域。四苯乙烯基烷基溴化铵盐表面活性剂的结构式如式(I)所示(n为2至8中的任意整数)；通过两步反应制备：(1)采用双溴取代的长烷基链修饰四苯乙烯；(2)使用前一步的产物在三乙胺中回流得到产物。本发明的四苯乙烯基烷基溴化铵盐表面活性剂具有荧光和表面活性剂双重属性，能够在水等极性溶剂中自组装形成具有强烈荧光的纳米级胶束，可以作为各种有机物的载体制备多功能复合材料。此方法得到的白光、多色光等发光体系简单、稳定、方法简单易行，具有灵活的溶液加工性、广泛的应用场景和较大的实际应用价值。

技术领域

本发明属于发光材料技术领域，具体涉及一种四苯乙烯基烷基溴化铵盐表面活性剂，其制备方法，及其自组装形成荧光纳米胶束后，可以用做有机物染料的载体，制备高效发光的纯白光和多色光的溶液与凝胶。

背景技术

白光发射材料因在照明和显示领域具有潜在应用价值而越来越受到业界的关注。通常情况下，与无机发光材料相比，有机发光材料具有更大的溶液加工性，可以成为照明和显示领域的潜在候选材料。然而单一染料分子所发出的光几乎不会覆盖整个可见光区域，从有机合成的角度来看，以精确的混合比例制备具有不同发色团的化合物是很困难的。一种简便的方法是通过激发态能量转移作用来实现，由于能量转移体系中同时存在供体和受体激发态，所以具有两种或两种以上波长的发射光，可通过调节不同颜色光的比例。但目前多染料分子的发光系统仍然存在需要解决的问题，例如发光器件中至少需要两种不同光色材料，这也造成了结构复杂、相分离等导致器件不稳定，颜色老化，重复性差等。

表面活性剂分子具有两亲的性质，在水中溶解后，首先会吸附在气液界面上，随着浓度的逐渐增大则会在水中形成各种不同形貌的聚集体结构，包括胶束、囊泡、不同类型的层状相等，被广泛应用于洗涤、环境、食品和制药等诸多领域。其中表面活性剂胶束纳米结构具有疏水腔，是一种功能强大且广为应用的疏水性物质的增溶剂，此外，其限域空间有助于高效的能量转移。鉴于此，设计并合成一种具有荧光的表面活性剂是十分必要的，利用其自组装形成的荧光纳米胶束作为有机物染料的载体，增溶一种简单的荧光分子即可通过能量转移调节荧光，以简单、稳定、易行的方法构造出白光及多色发光材料。

发明内容

针对上述情况，本发明的目的是提供了一种具有荧光的表面活性剂，该表面活性剂具有荧光和表面活性剂的双重属性，能够在水等极性溶剂中自组装形成具有强烈荧光的纳米级胶束，这些胶束作为载体负载有机荧光染料，制备高效发光的纯白光和多色光溶液与凝胶等多功能复合材料。

具体而言，本发明提供了一种四苯乙烯基烷基溴化铵盐表面活性剂，该分子的结构式如下式(I)：

其中：n为2至8的任意自然数，优选的，n＝8。

本发明还提供了上述的四苯乙烯基烷基溴化铵盐表面活性剂的制备方法，包括如下步骤：

1)向盛有溶剂的反应容器中加入式(II)化合物、K₂CO₃，其中式(II)化合物与K₂CO₃之间的摩尔比为1:2，在室温下搅拌活化1h，加入式(III)化合物，其中式(II)化合物与式(III)化合物的摩尔比为1:10，搅拌条件下加热至60℃回流，反应6h。反应完成后，待降至室温，过滤去除K₂CO₃，滤液用减压蒸馏除去溶剂，所得到的粗品用硅胶柱色谱法进行纯化，得到式(IV)中间体；

2)向盛有溶剂的反应容器中加入步骤1)中得到的式(IV)中间体、加入过量的三乙胺，其中式(IV)化合物与三乙胺的摩尔比为1:20，回流反应72h，反应完成后，待降至室温，减压蒸馏除去溶剂，得到的粗品进一步纯化，即得到如式(I)所示的一种四苯乙烯基烷基溴化铵盐表面活性剂。