本发明专利技术涉及聚集诱导发光材料技术领域，提供了一种非对称9,10‑双噻吩基蒽荧光化合物，其中[9‑噻吩基,10‑(5‑乙烯基苯并噻唑基)‑2‑噻吩基]蒽(DAT‑BT)和[9‑噻吩基,10‑(5‑乙烯基苯并噁唑基)‑2‑噻吩基]蒽(DAT‑BO)具有显著的AIE特性和机械研磨变色特性。本发明专利技术提供了上述方案所述化合物的制备方法，本发明专利技术提供的制备方法步骤简单，成本低，制备条件更加温和，更加适合工业化生产，应用前景较大。本发明专利技术还提供了所述非对称9,10‑双噻吩基蒽荧光化合物在细胞荧光成像、有机光致发冷光材料和机械致变色材料中的应用。
An Asymmetric 9,10-Dithiophenyl Anthracene Fluorescent Compound and Its Preparation and Application
【技术实现步骤摘要】
一种非对称9,10-双噻吩基蒽荧光化合物及其制备方法和应用
本专利技术涉及聚集诱导发光材料
，特别涉及一种9,10-双噻吩基蒽荧光化合物及其制备方法和应用。
技术介绍
有机发光材料在数据存储、传感器、光开关、有机发光二极管(OLED)和有机发光晶体管(OLET)等器件中具有广阔的应用前景，是当前光功能材料领域的一大研究热点。一般而言，有机发光化合物分子由于激子偶联或形成诸如受激准分子、激基复合物之类物质的影响，大多数有机发光化合物分子在固态下的发光效率较之溶液中明显变弱。在新世纪之初，香港科技大学的唐本忠院士报道了一类新型六苯基噻咯有机发光材料，该类化合物材料在溶液中聚集或在固态时表现出显著的发光特性，提出了“聚集诱导发光”(Aggregationinducedemission)概念，简称AIE效应。有机AIE材料的发现及发展为解决传统“聚集态淬灭效应”(Aggregationcausedquenching，ACQ)发光材料供了新的研究思路。自AIE概念问世以来，大量的新型AIE材料在光电器件、传感器、生物医学成像、智能材料等领域中的应用被先后报道。近十年来，在光、热、化学、电和机械力等外部刺激下实现可逆固态发光的有机发光材料引起了研究学者的广泛关注。其中，机械致变色材料由于其在传感器、光学信息存储、存储装置、安全油墨等应用领域具有重要应用潜力而备受关注。然而，同其他类型的刺激响应型发光材料相比，机械响应发光材料的研究当前仍处于起步阶段，相对研究和报道较少。通常，在外界机械力作用下可以使分子间相互作用(如：分子之间存在的π-堆积、氢键等)被破坏，进而诱导化合物分子发生颜色和发光性质的转换。作为一类重要的有机荧光发色团，蒽常被作为优良的发光母体分子。近年来，以蒽为核心构建的机械响应发光化合物分子逐渐被报道。如吉林大学的卢然博士课题组报道的PVBAn系列物质以及田文晶博士课题组报道的BP2VA物质。此外，通过文献分析发现，目前基于蒽设计机械变色化合物的研究大多都是将各类发色团(如四苯基乙烯、三苯基乙烯、咔唑、吩噻嗪、吡啶、芴和N-烷基苯等)引入蒽。且通过修饰发色团上的取代基或变换分子末端烷基链长度从而对蒽类衍生物机械刺激响应行为的进行调控。苯并噁唑和苯并噻唑是一种重要的杂环化合物，其衍生物在工业、农业以及制药业都有广泛应用。其中苯并噁唑类衍生物在光学材料以及高性能复合材料等诸多领域也显现出独特的性能；苯并噻唑也是多种光学增亮剂及染料的构成部分，其衍生物还可用作新型抗肿瘤试剂。但是，迄今为止，本领域中利用苯并噁唑和苯并噻唑修饰的AIE化合物分子的报道非常稀少。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术目的在于提供一种非对称9,10-双噻吩基蒽荧光化合物及其制备方法和应用。本专利技术提供的化合物中[9-噻吩基,10-(5-乙烯基苯并噻唑基)-2-噻吩基]蒽(即式I中R为)和[9-噻吩基,10-(5-乙烯基苯并噁唑基)-2-噻吩基]蒽(即式I中R为)具有显著的AIE特性和机械变色性质；而[9-噻吩基,10-(5-醛基-2-噻吩基)]蒽(即式I中R为)也具备一定程度的AIE性质，且具有机械变色特性，此外该化合易于分子修饰，对该类分子的改性具有重要作用；并且本专利技术提供的化合物制备方法简单，成本低。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：一种非对称9,10-双噻吩基蒽荧光化合物，具有式I所示结构：式I中：R为本专利技术提供了上述方案所述非对称9,10-双噻吩基蒽荧光化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(i)当式I中R为时，式I所示化合物为[9-噻吩基,10-(5-醛基-2-噻吩基)]蒽，制备方法包括以下步骤：(1)在保护气氛下，将9,10-二溴蒽、噻吩-2-硼酸、钯催化剂、碱性化合物和溶剂混合进行Suzuki偶联反应，得到9-溴-10-噻吩基蒽；(2)在保护气氛下，将9-溴-10-噻吩基蒽、5-甲酰基-2-噻吩硼酸、钯催化剂、碱性化合物和溶剂混合进行Suzuki偶联反应，得到[9-噻吩基,10-(5-醛基-2-噻吩基)]蒽；(ii)当式I中R为时，式I所示化合物为[9-噻吩基,10-(5-乙烯基苯并噻唑基)-2-噻吩基]蒽，制备方法包括以下步骤：在叔丁醇钾作用下，将[9-噻吩基,10-(5-醛基-2-噻吩基)]蒽和2-甲基苯并噻唑进行Knoevenagel缩合反应，得到[9-噻吩基，10-(5-乙烯基苯并噻唑基)-2-噻吩基]蒽；(iii)当式I中R为时，式I所示化合物为[9-噻吩基,10-(5-乙烯基苯并噁唑基)-2-噻吩基]蒽，制备方法包括以下步骤：在叔丁醇钾作用下，将[9-噻吩基,10-(5-醛基-2-噻吩基)]蒽和2-甲基苯并噁唑进行Knoevenagel缩合反应，得到[9-噻吩基,10-(5-乙烯基苯并噁唑基)-2-噻吩基]蒽。优选的，所述(1)和(2)中的钯催化剂独立地包括Pd(PPh3)4、PdCl2(dppf)2、Pd(dppf)Cl2和Pd(OAc)2中的一种或几种。优选的，所述(1)和(2)中的碱性化合物独立地包括Na2CO3、Ba(OH)2、K3PO4、Cs2CO3、K2CO3、NaOH和i-PrNEt2中的一种或几种。优选的，所述(1)和(2)中的溶剂独立地包括THF、DMF和CH3CN中的一种或几种。优选的，所述(1)和(2)中的Suzuki偶联反应均在加热回流条件下进行，反应时间独立地为11～13h。优选的，所述(ii)中叔丁醇钾、[9-噻吩基,10-(5-醛基-2-噻吩基)]蒽和2-甲基苯并噻唑的摩尔比为0.6～0.8:0.3～0.4:0.45～0.6；所述(ii)中Knoevenagel缩合反应的温度为0～5℃，时间为1～2h。优选的，所述(iii)中叔丁醇钾、[9-噻吩基,10-(5-醛基-2-噻吩基)]蒽和2-甲基苯并噁唑的摩尔比为0.6～0.8:0.3～0.4:0.45～0.6；所述(iii)中Knoevenagel缩合反应的温度为0～5℃，时间为1～2h。本专利技术提供了上述方案所述的非对称9,10-双噻吩基蒽荧光化合物在细胞荧光成像以及有机光致发冷光材料中的应用，式I中R为本专利技术提供了上述方案所述的非对称9,10-双噻吩基蒽荧光化合物作为机械致变色材料的应用。本专利技术提供了一种非对称9,10-双噻吩基蒽荧光化合物，具有式I所示结构，本专利技术选择含有氧、氮、硫等杂原子的苯并噻唑/噁唑环为受体型集团，9,10-双噻吩基蒽为供体，构建非对称型9,10-双噻吩基蒽聚集诱导发光化合物。其中，[9-噻吩基,10-(5-乙烯基苯并噻唑基)-2-噻吩基]蒽(DAT-BT)和[9-噻吩基,10-(5-乙烯基苯并噁唑基)-2-噻吩基]蒽(DAT-BO)具有显著的AIE特性，二者的荧光强度在聚集态时比其在稀溶液中增强了15倍；并且DAT-BT和DAT-BO具有明显的机械变色特征，在机械研磨的作用下，DAT-BT和DAT-BO的最大发射波长分别红移了22nm和36nm；而[9-噻吩基，10-(5-醛基-2-噻吩基)]蒽(DTA-F)的聚集诱导发光性质同DAT-BT和DAT-BO相比，荧光强度较弱，但是在机械研磨的作用下荧光发射波长也红移了12nm。本专利技术提供了上述方案所述非对称9,10-双噻吩基蒽荧本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种非对称9,10‑双噻吩基蒽荧光化合物，其特征在于，具有式I所示结构：
【技术特征摘要】
1.一种非对称9,10-双噻吩基蒽荧光化合物，其特征在于，具有式I所示结构：式I中：R为2.权利要求1所述非对称9,10-双噻吩基蒽荧光化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(i)当式I中R为时，式I所示化合物为[9-噻吩基,10-(5-醛基-2-噻吩基)]蒽，制备方法包括以下步骤：(1)在保护气氛下，将9,10-二溴蒽、噻吩-2-硼酸、钯催化剂、碱性化合物和溶剂混合进行Suzuki偶联反应，得到9-溴-10-噻吩基蒽；(2)在保护气氛下，将9-溴-10-噻吩基蒽、5-甲酰基-2-噻吩硼酸、钯催化剂、碱性化合物和溶剂混合进行Suzuki偶联反应，得到[9-噻吩基,10-(5-醛基-2-噻吩基)]蒽；(ii)当式I中R为时，式I所示化合物为[9-噻吩基,10-(5-乙烯基苯并噻唑基)-2-噻吩基]蒽，制备方法包括以下步骤：在叔丁醇钾作用下，将[9-噻吩基,10-(5-醛基-2-噻吩基)]蒽和2-甲基苯并噻唑进行Knoevenagel缩合反应，得到[9-噻吩基,10-(5-乙烯基苯并噻唑基)-2-噻吩基]蒽；(iii)当式I中R为时，式I所示化合物为[9-噻吩基,10-(5-乙烯基苯并噁唑基)-2-噻吩基]蒽，制备方法包括以下步骤：在叔丁醇钾作用下，将[9-噻吩基,10-(5-醛基-2-噻吩基)]蒽和2-甲基苯并噁唑进行Knoevenagel缩合反应，得到[9-噻吩基,10-(5-乙烯基苯并噁唑基)-2-噻吩基]蒽。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述(1)和(2)中的钯催化剂独立...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒲守智，王仁杰，刘刚，刁璐，
申请(专利权)人：江西科技师范大学，
类型：发明
国别省市：江西,36
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