[发明专利]一类咔唑烷基化芳杂环衍生物及其制备方法

说明书

本发明公开了一类烷基化咔唑衍生物，在光学领域中具有重要的研究意义，该类衍生物是以不同烷基化咔唑为给体；喹喔啉、2,3‑二甲氧基吡嗪、二氰基吡嗪、二苯并喹喔啉、二吡嗪并喹喔啉等为发光核的受体结构单元，将不同碳链的烷基化咔唑与不同类型的芳杂环结合后，得到具有聚集诱导发光特性的发光材料。本发明材料的成本低廉、工艺简单、绿色环保等优势，可应用于医疗、生物成像、隐形墨水、防伪图案、电致发光等领域。

技术领域

本发明涉及有机发光染料，即给-受体型烷基化咔唑芳杂环衍生物的制备方法及聚集诱导发光特性方面的应用。

背景技术

有机发光二极管现已被广泛的应用于显示和照明领域，由于显色效果优良、反应速度快、结构简单、质量轻薄等特点受到业界的广泛关注，尽管，有机发光二极管的工业化发展进程快而稳步，但是，电致发光器件的研究和应用仍有待提高。现如今有机发光材料方面的聚集猝灭现象仍是现在需要攻克的难题，首当其冲猝灭最为显著的材料仍为荧光材料，为了缓解这一致命的问题，由唐本忠院士于2001年，率先发现了荧光分子光致发光的特殊现象。即1-甲基-1,2,3,4,5-五苯基噻咯分子的研究，该分子的宏观特点为在溶液状态下分子的发光现象较弱，随着聚集程度的的增加肉眼明显的观察到发光强度逐渐增强，因此，该特性的发现对于解决聚集诱导猝灭(ACQ)的问题具有很大的发展空间。

与ACQ效应相反，呈现聚集态发光且显著增强的发光现象称之为聚集诱导发光(AIE)。为获得合理的AIE发光机理，业界普遍关注的、权威的机理解释为，分子内运动受限(RIM)、E/Z异构化、J-聚集体形成、分子构象平面化、激发态分子内质子转移、扭曲的分子内电荷转移等。随着研究的深入，本领域利用发光分子聚集后发光强度增强的特性，在OLED电致发光器件、荧光传感器、生物成像等领域存在巨大应用价值和潜力。聚集诱导发光分子在制备隐形墨水，图案化、防伪等领域同样具备潜在的应用前景。尤其在电致发光领域的中，给受体(D-A)型热活化延迟荧光机制与聚集诱导发光特性结合形成聚集诱导延迟荧光(AIDF)材料，对非掺杂器件、简化、优化器件结构的研究奠定坚实的基础。聚集诱导发光分子的结构特点为分子内相邻基团之间自由旋转和振动受到抑制，且相邻基团之间的扭转角或空间位阻较大，聚集态下分子间π-π相互作用减弱，有利于抑制荧光猝灭和激子湮灭。

目前给受体类聚集诱导发光分子的给体单元通常采用给电子能力较强、三线态能级较高的芳胺类基团如咔唑、吖啶、苯胺、吩噁嗪、吩噻嗪以及上述被修饰的基团等。受体基团的选择范围较宽，诸如，二苯甲酮、二苯砜、三嗪、吡啶、嘧啶、吡嗪、氰基苯、萘啶、邻碳硼烷等各种新型分子。。

发明内容

本发明目的是提供一类咔唑烷基化芳杂环衍生物及其制备方法，它能有效地解决背景技术中所存在的问题。

一类咔唑烷基化芳杂环衍生物，其特征在于该一类咔唑烷基化芳杂环衍生物

为下述M通式的化合物：

其中，咔唑9位连接的烷基分别位正丁基、正己基、正辛基。

其中R选自下列基团a1、a2、a3、a4、a5或a6中的一种：

R：

R基团分别为二氰基吡嗪(a1)、喹喔啉(a2)、2,3-二甲氧基吡嗪(a3)、6,6'-二喹喔啉(a4)、二苯并喹喔啉(a5)、二吡嗪并喹喔啉(a6)。

一类烷基化咔唑芳杂环衍生物的制备方法，具体如下：

(1)化合物1的制备：卤代烃的亲核加成反应制备化合物1，方法为将氢氧化钾研磨后溶解于丙酮溶剂中，室温环境搅拌；将称取的咔唑分批次加入反应体系中，室温下继续反应；将溶解有正溴丁烷的丙酮溶液滴加至上述体系中，反应过夜，反应结束后将溶液倒入稀盐酸的水溶液中，调节pH值至中性，二氯甲烷萃取三次(TLC薄层板检测)减压浓缩除去溶剂，最后无水乙醇重结晶化合物1；