[发明专利]一种高亮含氮杂环化合物的制备方法及其应用

说明书

本发明提供了一种高亮含氮杂环化合物的制备方法及其应用，所述具有高亮固体荧光染料结构如下图：该染料以1,8‑萘内酰亚胺和2‑乙基‑3,3‑二甲基吲哚为原料，经过单缩合及氟硼化反应合成六元氟硼荧光染料。其在固体状态荧光量子产率高达76.29%，与丙烯酸树脂结合能迅速成膜，在365nm紫外光源下成像清晰。且该化合物具有良好的可溶性，在液体状态中表现出优异的光学性质，制备提纯操作简单，利于工业生产，并在荧光防伪应用领域存在巨大潜力。

技术领域

本发明涉及一种荧光染料，更具体地，涉及一种新型的强固体荧光发射的六元氟硼染料，该类染料可以广泛应用于荧光全息防伪领域。

背景技术

BODIPY染料由于其优异的化学和光物理性，而被看做一种多功能荧光团，比如，其易于合成且具有结构多样性、高热稳定性、大摩尔吸收系数和窄发射带宽和高荧光量子产率，在生物医学和材料科学中得到了广泛应用。然而，大多数BODIPY的优异性质通常在溶剂中才表现出来，少数拥有固体荧光的染料因其短波发射，较低固体荧光量子产率等缺陷达不到应用标准。与专利“BODIPY固体荧光染料及在荧光全息防伪高亮膜上的应用”相比，本发明在BODIPY主核中位上引入甲基，优化了该系列染料光学性能，具体表现为液体中发生红移，固体荧光量子产率成倍增加。

荧光防伪膜通常是一种夹带荧光防伪层的防伪方式，荧光防伪层决定了防伪膜性能，常用的防伪层解决方法是将染料或颜料与树脂掺杂，使染料或颜料均匀分散，并通过树脂稳定连接，经特定波长光源或其他外部因素作用，就会表现出独特的光学现象，达到防伪目的。目前，可用于荧光防伪的染料性能不够优越，其短波发射容易受环境光源影响，较低的固体荧光量子产率不具有遮盖力，易被相同染料荧光所覆盖。因此，提高染料的光学性能在荧光防伪领域是有必要的。

发明内容

本发明主要目的是提供一种具有强固体荧光发射的新型BODIPY染料，用来解决防伪膜应用中BODIPY衍生物固体状态存在的低荧光量子产率，短波长发射等缺点。

本发明染料的合成方法是将1,8-萘内酰亚胺与2-乙基-3,3-二甲基吲哚进行Knoevenagel缩合反应，经过氟硼化最后得到一类强固体荧光发射的六元氟硼染料及其配体；该系列染料与丙烯酸树脂结合能够快速成膜，在365nm紫外光源下成像清晰，防伪效果良好。

本发明技术方案如下：

一种具有高亮固体荧光BODIPY染料及其配体，所述化合物的化学结构式为：

所述的高亮固体荧光BODIPY染料的合成方法，所述方法包括以下合成路径：

YAYD和YAYD-BF的合成步骤如下：

(1)将化合物1和化合物2溶于甲苯，升温后，加入POCl3催化剂，持续回流至反应完全，将混合溶液进行减压旋蒸干燥后，经硅胶柱层析分离可得到暗红色固体YAYD；

(2)将YAYD溶于甲苯中，升温回流，再次向混合溶液中依次加入三乙胺和三氟化硼乙醚，持续回流至反应完全，将混合溶液进行减压旋蒸干燥后，经硅胶柱层析分离可得到红色固体YAYD-BF。

所述步骤(1)的化合物1、化合物2和POCl3的摩尔投料比为1:1-2:1-7，改变投料比，YAYD能在短时间内以更高产率获得。

所述步骤(1)回流温度为120-140℃，回流时间为1-4h，选择合适的回流温度，能适当节约成本，并保证YAYD更高的产率。

步骤(2)中YAYD、三乙胺、三氟化硼乙醚的摩尔投料比为1:5-8:8-12。

作为优选方案，所述的YAYD、三乙胺、三氟化硼乙醚的摩尔投料比为1:7.2:9.6。