本发明专利技术涉及一种有机长余辉化合物及其制备方法和应用，所述有机长余辉化合物具有式(I)所示的结构，本发明专利技术提供的式(I)所示的有机长余辉化合物寿命长，且不同结构的子化合物的寿命不同、色彩多样，当停止激发光源的照射时，其发射光可以实现由荧光到磷光的色彩变化，之后亮度逐渐降低，该性质结合时间分辨技术可以进行四维编码，实现大量信息储存以及信息加密。
An Organic Long Afterglow Compound and Its Preparation and Application
【技术实现步骤摘要】
一种有机长余辉化合物及其制备方法和应用
本专利技术涉及有机长余辉材料
，尤其涉及一种有机长余辉化合物及其制备方法和应用。
技术介绍
自20世纪40年代条形码技术(即由一组规则排列的条、空及其对应字符组成的，用以表示一定信息的标识)出现以来，被广泛应用于商业、邮政、图书管理、仓储、工业生产过程控制、交通运输、包装、配送等领域。后来，随着科技的进步与技术的革新，在20世纪80年代末，有研究者在一维条形码的基础上开始研究二维码，是用某种特定的几何图形按一定规律在平面(二维方向上)分布的黑白相间的图形记录数据符号信息，这种编码技术比传统的条形码存储更多的信息，也能够表达出更多的数据类型。三维码是建立在传统黑白二维码基础之上发展而来的一种全新图像信息矩阵产品，由R，G，B，K(即红色、绿色、蓝色、黑色)，4色矩阵而构成的独特彩色图像三维矩阵产品。随着信息社会不断发展，更多维度的编码技术亟待研究来满足更大的信息量的处理。长余辉发光材料是一类具有长寿命激发态的先进功能材料：当停止光激发后，仍然可以持续发光数秒甚至数天。近年来有机长余辉材料由于其大的斯托克斯位移、超长的发光寿命以及丰富的激发态性质备受关注。这类材料在光电信息领域有着诸多应用，在生物成像领域，长余辉材料可以借助时间分辨技术，消除生物体内的自发背景荧光干扰，提高成像的信噪比；在化学传感领域，由于长余辉磷光发光的三线态激子对氧气敏感，容易被猝灭，同时可以被用来作为氧气的传感等。CN109575920A公开了一种低温红色长余辉发光材料及其制备方法，属于稀土发光材料
本专利技术的低温红色长余辉发光材料，化学式为Na1-xNbO3:xPr3+，其中0.004≤x≤0.016；将高纯的Na2CO3、Nb2O5、Pr6O11和H3BO3进行湿磨得到混合粉料；将混合粉料置于温度为1100-1200℃、空气氛围中焙烧6-8h，冷却至室温，研磨即得低温红色长余辉发光材料。Pr3+掺杂NaNbO3长余辉发光材料，通过稀土掺杂及引入H3BO3调整其缺陷态结构，实现低温红色长余辉发光，在200K温度下撤去激发光源后达到16小时的红色长余辉发光。CN109705842A公开了一种新型长余辉发光复合材料及其制备方法，所述的新型长余辉发光复合材料是由长余辉发光材料与高分子硬化基质复合而成，长余辉发光复合材料经可见光或紫外光激发后，在暗处表436小时的长余辉发光，发光颜色为黄、黄绿、绿、蓝绿、橙红、红等多种颜色。新型长余辉发光复合材料的质量百分比组成：高分子硬化基质为20-99wt％，长余辉发光材料为1-80wt％。该新型长余辉发光复合材料具有良好的光学性能和稳定性，且其制备工艺简单、原材料易得、成本低等突出优势，可应用于夜光标志、建筑或景观的装饰材料以及美术工艺品等。CN109181696A公开了一种红色长余辉纳米发光材料，如式(Ⅰ)或式(Ⅱ)所示：La2O2CO3:xEu3+(Ⅰ)；La2O2CO3:xEu3+,yHo3+(Ⅱ)；其中，0.5％≤x≤50％；1.0％≤y≤10％。该专利技术提供的红色长余辉纳米发光材料的基质为La2O2CO3，以Eu3+为激活离子，或者，以Eu3+和Ho3+分别为激活离子和共激活离子。该红色长余辉纳米发光材料形貌稳定，其发光波长为600～650nm，余辉时长可达3000s，在弱光照明、应急指示、建筑装饰及工艺美术领域具有极大的应用价值。不同于常用的高温热分解法，本专利技术提供的制备方法通过改进后的沉淀法和热处理成功制备得到形貌稳定且均匀的红色长余辉纳米棒。上述专利中公开的长余辉材料均为无机长余辉材料，而本领域对于有机长余辉材料的研究还不够深入。因此，本领域技术人员致力于开发更多种类的有机长余辉材料，并探索其应用。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的之一在于提供一种有机长余辉化合物。所述有机长余辉化合物寿命长，通过对所述有机长余辉化合物结构的调整，可以实现多彩发光和不同的发光寿命，并将其结合时间分辨技术应用于数据加密领域。为达此目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术提供了一种有机长余辉化合物，所述有机长余辉化合物具有式(I)所示的结构；Y1-X-Y2式(I)式(I)中，所述-X-选自中的任意一种；所述n为1-23的整数，例如2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22等；式(I)中，所述Y1和Y2各自独立地选自如下基团中的任意一种，且所述Y1和Y2不同：所述R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8各自独立地选自氢原子、氯原子、氟原子、溴原子和碘原子中的任意一种；其中，虚线代表接入位点。本专利技术中虚线均代表基团与-X-的接入位点。本专利技术提供的式(I)所示的有机长余辉化合物寿命长，选用含有杂原子的共轭芳香基团，具有平面的分子结构，易于分子堆积，使得化合物在聚集态下寿命较长(100-800ms)，并使氮原子与烷基链相连，通过烷基链长短来调控两个基团的晶体堆积，且不同结构的子化合物的寿命不同、色彩多样，当停止激发光源的照射时，其发射光可以实现由荧光到磷光的色彩变化，之后亮度逐渐降低，该性质结合时间分辨技术可以实现四维编码。此外，式(I)所示的有机长余辉化合物易于合成，成本低廉。本专利技术中可以通过调节X的链长、Y1和Y2的种类及配合来得到具有不同寿命和不同发射光颜色的有机长余辉化合物，用于基于时间分辨的四维编码技术中。优选地，所述-X-选自优选地，所述n为2-18的整数。本专利技术优选特定链长的X基团，是由于该长度范围的烷基链容易形成固体，链越长越不易成为固体。优选地，所述R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8各自独立地选自氢原子。优选地，式(I)中，所述Y1为所述Y2为优选地，所述有机长余辉化合物具有式(II)所示的结构；式(II)中，X-选自中的任意一种；所述n为1-23的整数。本专利技术优选式(II)结构的有机长余辉化合物，其寿命更长，这是由于咔唑和苯酰亚胺是构筑长余辉材料经典的发色团，由于其具有平面结构，晶体π-π堆积更好，更有利于磷光的发射，使得磷光发光寿命更长。通过调节X的链长，可以调节式(II)有机长余辉化合物的发射光颜色和寿命，得到不同发射光颜色、不同寿命的一系列有机长余辉化合物，应用于四维编码中。优选地，所述有机长余辉化合物具有如下P1-P5所示结构中的任意一种：进一步优选化合物P1-P4，这四种有机长余辉化合物的发光寿命可达200-760ms。优选地，所述有机长余辉化合物在紫外或可见光激发的条件下发射400-700nm的光，例如410nm、450nm、480nm、500nm、550nm、600nm、650nm、680nm等。本专利技术提供的有机长余辉化合物根据结构的不同，可以发射出蓝光、绿光、黄光以及红光，色彩多样。优选地，所述有机长余辉化合物的发光寿命为100-800ms，例如200ms、300ms、400ms、500ms、600ms、700ms等。其中ms表示毫秒。本专利技术的目的之二在于提供一种目的之一所述的有机长余辉化合物的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)将Y1H与D1-X-D2反应得到Y1-X-D2；(2)将所述Y1-X-D2与Y2H反应得到Y1-本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种有机长余辉化合物，其特征在于，所述有机长余辉化合物具有式(I)所示的结构；Y1‑X‑Y2 式(I)式(I)中，所述‑X‑选自
【技术特征摘要】
1.一种有机长余辉化合物，其特征在于，所述有机长余辉化合物具有式(I)所示的结构；Y1-X-Y2式(I)式(I)中，所述-X-选自中的任意一种；所述n为1-23的整数；式(I)中，所述Y1和Y2各自独立地选自如下基团中的任意一种，且所述Y1和Y2不同：所述R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8各自独立地选自氢原子、氯原子、氟原子、溴原子和碘原子中的任意一种；其中，虚线代表接入位点。2.根据权利要求1所述有机长余辉化合物，其特征在于，所述X选自优选地，所述n为2-18的整数；优选地，所述R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8各自独立地选自氢原子。3.根据权利要求1或2所述的有机长余辉化合物，其特征在于，式(I)中，所述Y1为所述Y2为优选地，所述有机长余辉化合物具有式(II)所示的结构；优选地，所述有机长余辉化合物具有如下P1-P5所示结构中的任意一种：4.根据权利要求1-3中任一项所述的有机长余辉化合物，其特征在于，所述有机长余辉化合物在紫外或可见光激发条件下发射400-700nm的光；优选地，所述有机长余辉化合物的发光寿命为100-800ms。5.一种权利要求1-4中任一项所述的有机长余辉化合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)将Y1H与D1-X-D2反应得到Y1-X-D2；(2)将所述Y1-X-D2与Y2H反应得到Y1-X-Y2；所述D1和D2各自独立的选自氟原子、溴原子、氯原子和碘原子中的任意一种；所述-X-选自中的任意一种；所述n为1-23的整数；式(I)中，所述Y1和Y2各自独立地选自如下基团中的任意一种，且所述Y1和Y2不同：所述R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8各自独立地选自氢原子、氯原子、氟原子、溴原子和碘原子中的任意一种；其中，虚线代表接入位点。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述反应的温度为25-70℃；优选地，步骤(1)中，所述反应的时间为6-24h；优选地，步骤(1)中，所述反应的溶剂包括丙酮和/或二甲基甲酰胺；优选地，步骤(1)中，加入氢氧化钾、叔丁醇钾、碳酸钾、碳酸钠和四丁基溴化铵中的任意一种或至少两种组合；优选地，步骤(2)中，所述反应的温度...
【专利技术属性】
技术研发人员：安众福，黄维，史慧芳，王轩，林常青，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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