一种基于茚酮烯的发光材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种基于茚酮烯的新型发光材料及其制备方法，属于有机化合物合成和发光材料技术领域。该类化合物是通过在含有不同取代基的茚酮烯母体结构上修饰的二甲硫醚键与含有不同亲核基团的底物制备得到的，且其原料廉价易得、制备方法简单、转换率高，可用于分子荧光探针、生物分子标记及环境分析等领域。生物分子标记及环境分析等领域。生物分子标记及环境分析等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种基于茚酮烯的发光材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于有机化合物合成和发光材料
，具体涉及一种基于茚酮烯的发光材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]荧光传感具有高灵敏度、高选择性和原位成像等优势，其中，以有机荧光染料为基础的生物分子标记和分子荧光探针具有操作简便、重现性好等优点，可方便用于实现生物分子的原位、实时无损伤检测以及生物分子及其生物过程的追踪，已广泛应用于环境分析和生物医学等领域，而具有更加丰富应用场景的新型荧光传感器的设计依赖于性能优越的荧光染料的开发。
[0003]小分子染料的光学性能与其结构密切相关，为了独特的研究目的，特定的改造方式对于构建功能化染料具有至关重要的作用。现有染料改造案例多基于香豆素、萘酰亚胺、荧光素、罗丹明和菁类染料等传统染料的改性，如通过对染料电子供体
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受体的改造调控染料分子整体的“推
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拉”结构和增加分子的刚性，进而调控发光波长等性能，但这些传统染料改造方案在达到染料改造目的的同时，也伴随着复杂的制备过程，大大限制了改造方案的普适性。因此，简捷高效的染料改造方案对于开发一系列多种性能的功能染料具有重要的意义。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种基于茚酮烯的发光材料及其制备方法和应用，并通过多种测试手段对其发光性质进行研究，为设计合成新的发光材料提供了新的思路。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：/>[0006]本专利技术公开了一种基于茚酮烯的发光材料，该发光材料包括以下三类：茚酮烯受体与亲核底物制备的环化产物，茚酮烯受体与亲核底物制备的开环产物，以及含有不同取代基的茚酮烯受体与巯基乙醇制备的产物；
[0007]所述基于茚酮烯的发光材料的结构通式如下：
[0008][0009]其中，R0'＝R0＝H；R0'＝H，R0＝Cl；R0'＝H，R0＝Br；R0'＝H，R0＝NO2；R0'＝H，R0＝NH2，或R0'＝R0＝CH3O。
[0010]优选地，所述茚酮烯受体与亲核底物制备的环化产物包含五元环化合物和六元环
化合物，结构式如下：
[0011][0012]其中，R3＝NH、S或CH3N；R4＝NH、O、S或CH3N；
[0013][0014]所述茚酮烯受体与亲核底物制备的开环产物包含单取代脂肪胺化合物、双取代脂肪胺化合物、单取代芳香胺化合物和双取代芳香胺化合物；其中：
[0015]所述单取代脂肪胺化合物的结构式如下：
[0016][0017]式中，R0＝H；
[0018]所述双取代脂肪胺化合物的结构式如下：
[0019][0020]式中，R0＝H或NO2；
[0021]所述单取代芳香胺化合物的结构式如下：
[0022][0023]式中，
[0024]所述双取代芳香胺化合物的结构式如下：
[0025][0026]式中，
[0027]所述含有不同取代基的茚酮烯受体与巯基乙醇制备的产物包含如下化合物：
[0028][0029]式中，R5＝NO2、Br或Cl；或者为：
[0030][0031]所述含有不同取代基的茚酮烯受体B/C/D/E结构是如下：
[0032][0033]式中，R5＝NO2、Br或Cl分别对应受体B/C/D。
[0034]本专利技术还公开了基于上述的茚酮烯的发光材料的制备方法，当所述发光材料为茚酮烯受体与亲核底物制备的环化产物时，其制备方法包括：
[0035]以茚酮烯受体A为原料，分别与含有端氨基、端巯基或端羟基的亲核底物在反应溶剂及三乙胺存在的情况下反应30min，反应结束后去除溶剂，然后通过柱层析的方法提纯，
分别得到五元环化合物和六元环化合物。
[0036]优选地，反应是以二氯甲烷作为反应溶剂，茚酮烯受体A与亲核底物的反应摩尔比为1:1，亲核底物与三乙胺的摩尔比为1:1。
[0037]优选地，当所述发光材料为茚酮烯受体与亲核底物制备的开环产物时，其制备方法包括：
[0038]以茚酮烯受体A为原料，与脂肪胺反应10min，反应结束后去除溶剂，通过柱层析提纯，分别得到单取代脂肪胺化合物和双取代脂肪胺化合物；
[0039]或者包括：
[0040]以茚酮烯受体A为原料，与芳香胺反应过夜，反应结束后去除溶剂，然后通过柱层析的方法提纯，分别得到单取代芳香胺化合物和双取代芳香胺化合物。
[0041]优选地，茚酮烯受体A与脂肪胺的反应以二氯甲烷作为反应溶剂，反应温度为室温，茚酮烯受体A与脂肪胺的摩尔比为1:1；
[0042]茚酮烯受体A与芳香胺以氯仿作为反应溶剂，茚酮烯受体A与芳香胺的摩尔比为1:1～2。
[0043]优选地，含有不同取代基的茚酮烯受体与巯基乙醇制备的产物的制备方法，包括：
[0044]以含有不同取代基的茚酮烯受体B/C/D/E为原料，将茚酮烯受体B/C/D/E分别与巯基乙醇反应30min，反应结束后去除溶剂，然后通过柱层析的方法提纯，分别得到化合物8
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10和化合物12；
[0045]化合物8
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10的结构式如下：
[0046][0047]化合物8，R5＝NO2；化合物9，R5＝Br；化合物10，R5＝Cl；
[0048]化合物12的结构式如下：
[0049][0050]优选地，以化合物8为原料，将化合物8溶于无水乙醇中，将氯化亚锡溶于浓盐酸后加入上述溶液，然后升温至80℃反应10～30min，加水淬灭反应后用萃取、有机相干燥后通过柱层析提纯得到化合物11；
[0051]化合物8与氯化亚锡的摩尔比为1:5；
[0052]化合物11的结构式如下：
[0053][0054]优选地，含有茚酮烯受体B/C/D/E与巯基乙醇在二氯甲烷中反应，反应温度为室温；茚酮烯受体B/C/D/E与巯基乙醇的摩尔比均为1:1。
[0055]本专利技术还公开了上述基于茚酮烯的发光材料在制备荧光传感器中的应用。
[0056]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0057]本专利技术公开的基于茚酮烯的新型小分子发光化合物，是通过在含有不同取代基的茚酮烯母体结构上修饰的二甲硫醚键与含有不同亲核基团的底物制备得到的，通过受体与亲核试剂的一步反应可得到多种基于茚酮烯的发光染料，该反应类型具备和“Click”反应一样的高效率，副产物以气体形式释放，故其优点在于原料廉价易得，制备简单，转换率高。
[0058]本专利技术通过固态粉末和不同溶剂体系中的稳态光谱、寿命、绝对量子产率以及水溶液中的紫外/可见光谱探究了化合物的光学性质，结果发现该类化合物具有优异的荧光特性，能够广泛应用于荧光传感器的制备。
附图说明
[0059]图1为12种化合物在水溶液中的浓度滴定荧光光谱图；其中，(a)～(l)分别为化合物1～化合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于茚酮烯的发光材料，其特征在于，该发光材料包括以下三类：茚酮烯受体与亲核底物制备的环化产物，茚酮烯受体与亲核底物制备的开环产物，以及含有不同取代基的茚酮烯受体与巯基乙醇制备的产物；所述基于茚酮烯的发光材料的结构通式如下：其中，R0'＝R0＝H；R0'＝H，R0＝Cl；R0'＝H，R0＝Br；R0'＝H，R0＝NO2；R0'＝H，R0＝NH2，或R0'＝R0＝CH3O。2.根据权利要求1所述的基于茚酮烯的发光材料，其特征在于，所述茚酮烯受体与亲核底物制备的环化产物包含五元环化合物和六元环化合物，结构式如下：其中，R3＝NH、S或CH3N；R4＝NH、O、S或CH3N；所述茚酮烯受体与亲核底物制备的开环产物包含单取代脂肪胺化合物、双取代脂肪胺化合物、单取代芳香胺化合物和双取代芳香胺化合物；其中：所述单取代脂肪胺化合物的结构式如下：式中，R0＝H；所述双取代脂肪胺化合物的结构式如下：
式中，R0＝H或NO2；所述单取代芳香胺化合物的结构式如下：式中，所述双取代芳香胺化合物的结构式如下：式中，所述含有不同取代基的茚酮烯受体与巯基乙醇制备的产物包含如下化合物：式中，R5＝NO2、Br或Cl；或者为：
所述含有不同取代基的茚酮烯受体B/C/D/E结构式如下：式中，R5＝NO2、Br或Cl分别对应受体B/C/D。3.权利要求2所述的基于茚酮烯的发光材料的制备方法，其特征在于，当所述发光材料为茚酮烯受体与亲核底物制备的环化产物时，其制备方法包括：以茚酮烯受体A为原料，分别与含有端氨基、端巯基或端羟基的亲核底物在反应溶剂及三乙胺存在的情况下反应30min，反应结束后去除溶剂，然后通过柱层析的方法提纯，分别得到五元环化合物和六元环化合物。4.根据权利要求3所述的基于茚酮烯的发光材料的制备方法，其特征在于，反应是以二氯甲烷作为反应溶剂，茚酮烯受体A与亲核底物的反应摩尔比为1:1，亲核底物与三乙胺的摩尔比为1:1。5.权利要求2所述的基于茚酮烯的发光材料的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓龙，吴田宏，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：