[发明专利]环链异构二苯乙烯荧光分子以及制备方法、应用

说明书

本申请公开了一种环链异构二苯乙烯荧光分子Ⅰ、环链异构二苯乙烯荧光分子Ⅱ、环链异构二苯乙烯荧光分子Ⅲ和环链异构二苯乙烯荧光分子Ⅳ。该本发明基于多重刺激响应性的发光体系，利用动态共价反应，pH，氧化还原反应和光照对发光体系的环链荧光分子进行调控，得到了一种可调控的发光体系。

技术领域

本申请涉及一种环链异构二苯乙烯荧光分子以及制备方法、应用，属于有机荧光材料技术领域。

背景技术

有机发光小分子作为一种重要的发光材料,在生物成像，光动力学治疗，有机发光二极管和有机场效应晶体管具有广泛的应用。传统的发光分子很难避免聚集淬灭这一问题，因而限制了它的应用。2001年唐本忠等人报道了一系列具有聚集诱导发光(AIE)现象的的分子，其中研究较多的为四苯乙烯分子，研究者们发现了一系列基于该分子的功能分子可被应用于生物成像、化学传感、智能材料、光学显示等领域。该分子有一个重要的结构特征就是各苯环为螺旋桨状分布从而避免了π-π堆积导致的荧光淬灭，从而表现出了聚集态的发光。

分子开关是指在两种或者两种以上稳定状态下可进行可逆切换的分子。在外加条件的刺激影响下，分子可以从一种稳态结构转化为另一种稳态结构。这类外界环境刺激包括如pH、温度、光照、电流以及氧化还原剂等。由于生物体内的众多复杂功能调控基于生物分子开关，因此，分子开关在生命科学及医学等领域也发挥至关重要的作用。荧光开关作为一类常见的分子开关在传感检测、手性筛选、信号级联以及智能材料等方面具有重要作用。

分子开关在外界刺激下产生荧光、颜色等光学响应，联合使用多重刺激可以丰富信号变化从而增加调控的复杂性，然而，要实现体系的高效、多层次调控仍然富有挑战性。此外作为分子开关不但要求有较好的刺激响应性还需较高的抗疲劳性，以求达到良好的应用效果。一些开关分子结构比较特殊难以改造修饰成具有普适性的分子结构，也会限制其应用。本发明将二苯乙烯基元与环链异构位点结合，提供了一种可具有pH、氧化还原、光照等多种刺激响应性的荧光开关通用策略。该类荧光分子结构简单，易于改造修饰，与胺类化合物有良好的反应性，并可实现胺类化合物的可逆标记和刺激响应释放。由于胺类化合物广泛存在于生命体以及药物分子中，因而该分子开关具有广泛的应用前景。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种环链异构二苯乙烯荧光分子Ⅰ、环链异构二苯乙烯荧光分子Ⅱ和环链异构二苯乙烯荧光分子Ⅲ，该本发明基于多重刺激响应性的发光体系，利用动态共价反应，pH，氧化还原反应和光照对发光体系的环链荧光分子进行调控，得到了一种可调控的发光体系。

一种环链异构二苯乙烯荧光分子Ⅰ，所述环链异构二苯乙烯荧光分子Ⅰ选自具有式Ⅰ所示结构式的物质中的任一种，

在式Ⅰ中，Ar选自C8～C12芳基、C6～C10取代芳基Ⅰ、C4～C9杂芳基Ⅰ中的任一种；

X选自中的任一种；

R1选自C1～C8烷基、C6～C12芳基、C6～C10取代芳基Ⅱ、C4～C9杂芳基Ⅱ中的任一种；

所述C4～C9杂芳基Ⅰ、C4～C9杂芳基Ⅱ中的杂原子独立地选自S、N中的至少一种。

本发明公布了一类具有多重刺激响应性的有机荧光分子及其制备。该体系基于二芳基乙烯的荧光开关具有式Ⅰ所示的结构。五元环状内酯部分由于具有醛-半缩醛开关环异构平衡，因此使得该类分子的发光具有刺激响应性，可利用碱开环以及醛与胺的动态共价反应对荧光进行调控；五元环状内酯和内酰胺部分的羟基还可通过氧化还原反应实现荧光信号在强度和波长上的改变；此外，该类分子中的二苯基乙烯部分是光响应性基团，通过光环化/氧化反应实现该类分子共轭结构的改变，从而导致荧光信号及化学反应性的变化。除可实现上述pH、胺和氧化还原调控外，光照后该类分子在水中展现出较强荧光变化，因而可用于氨基酸、多肽以及蛋白质等生物分子的氨基可逆标记。此外，由于该类分子在固态下具有聚集诱导发光的性质，在刺激响应性发光材料领域也有很好的应用前景。