[发明专利]一种蓝光响应的二噻吩乙烯化合物及其制备方法和应用

说明书

本发明属于光致变色材料技术领域。本发明将β‑二酮二氟硼片段引入到二噻吩乙烯分子结构中，形成具有受体‑二噻吩乙烯‑受体或受体‑二噻吩乙烯结构特征的二噻吩乙烯分子骨架，由于β‑二酮二氟硼片段强的吸电子效应和分子内氢键或CH‑π的协同作用，使其可以实现蓝光/近红外(或红光)调控，达到光稳态的时间为2～5秒，关环转化率高达100％，关环量子产率高达70％以上，并且开环体荧光量子产率提高。本发明的二噻吩乙烯化合物结构明确，制备方法简便，能够实现高效可见光响应，对金黄色葡萄球菌可以实现选择性细菌区分和开关型细菌成像，可以作为一种开关型荧光材料应用于生物医学和光电材料领域。

技术领域

本发明涉及光致变色材料技术领域，尤其涉及一种蓝光响应的二噻吩乙烯化合物及其制备方法和应用。

背景技术

光致变色化合物因其独特的光响应性，在先进功能材料、生物传感/成像、光控药物载体及光药理学等领域具有广泛的应用。光致变色化合物种类繁多，主要包括：偶氮苯、二苯乙烯、螺吡喃、螺噁嗪和二芳基乙烯等。其中，二噻吩乙烯作为二芳基乙烯光致变色化合物中的明星分子，以其优良的特性(热稳定性好、量子产率高、抗疲劳性好、光响应速度快等)逐渐受到研究者的广泛关注，成为最有应用前景的光致变色材料之一。然而，在二噻吩乙烯研究领域存在两大亟待解决的共性难题：一是光异构化主要通过紫外光激发；二是较低的光开关效率，这些问题严重限制了二噻吩乙烯化合物在功能材料和生物医学等领域的实际应用。

可见光调控的二噻吩乙烯化合物因其能避免高能量紫外光的使用，而显示了更广泛的应用前景，近年来引起了人们的广泛关注。目前，已经有许多策略被用来设计开发可见光调控的二噻吩乙烯化合物，例如，延长共轭体系、三线态敏化、能量上转换、多光子吸收及分子间的电子转移等方法。但这些可见光激发二噻吩乙烯一般以牺牲光致变色性能来获得，无法实现可见光激发和良好光致变色性能之间的平衡。

因此，如何提供一种新型策略对于解决限制传统二噻吩乙烯在光致变色材料领域的生物医学应用的关键技术问题具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种蓝光响应的二噻吩乙烯化合物及其制备方法和应用。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种蓝光响应的二噻吩乙烯化合物，具有如下结构：

R₁为Cl、

Ar为

R₂独立的为H、Me、OMe、NMe₂、F、Cl、Br、I或CF₃；

R₃为Et、Bu或Ph；

R₄独立的为H、OMe或N(Me)₂。

本发明还提供了所述二噻吩乙烯化合物的制备方法，包含下列步骤：

(1)在保护气氛中，将化合物I、化合物II、有机碱和溶剂混合后反应，得到粗品；

(2)在保护气氛中，将粗品、化合物III和溶剂混合，反应即得所述二噻吩乙烯化合物。

作为优选，步骤(1)中所述化合物I为

所述化合物II为

所述R₁为Cl、

所述Ar为

所述R₂独立的为H、Me、OMe、NMe₂、F、Cl、Br、I或CF₃；

所述R₃为Et、Bu或Ph；