一种近红外聚集诱导发光材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及潜指纹检测技术领域，具体涉及一种近红外聚集诱导发光材料及其制备方法与应用。所述近红外聚集诱导发光材料中，三苯胺作为电子给体，异喹啉作为电子受体，芳香环作为π桥连接这两个部分，分子中单键链接的苯环有着较强的分子间扭转电荷转移(TICT)效应，该材料在聚集态下的具有优异的近红外发光性能，对指纹分泌物、油脂等亲和性高，具有合成简单、反应条件温和、聚集态发光性能好等优点，可通过雾化器喷洒方式实现在各种材质上潜指纹成像，并对指纹的三级结构实现高分辨成像，达到极高分辨率。极高分辨率。极高分辨率。

【技术实现步骤摘要】
一种近红外聚集诱导发光材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及潜指纹检测
，具体涉及一种近红外聚集诱导发光材料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]随着光电学的迅速发展，有机发光材料、有机荧光探针、生物成像试剂等领域对于聚集态下的发光性能提出越来越高的要求，近年来，聚集诱导发光(Aggregation
‑
Inducedemission，AIE)材料的出现，有效的解决了有机发光材料在聚集态下发光猝灭的问题，并且实现了其在能源、环境和健康等领域的高技术应用。聚集诱导发光材料已经成为化学和材料等领域的一个新的重要研究方向。
[0003]在人的手指、手掌、脚底的皮肤上，存在大量的汗腺和皮脂腺，人在进行新陈代谢的同时会不断地排出汗液、皮脂液。因此，当手指、手掌接触到物体表面时，就会留下肉眼看不见的印记，称之为潜指纹。其主要成分有水、无机盐、有机物，其中皮脂腺分泌的皮脂有脂肪酸，甘油酯，胆固醇等。由于人指纹的唯一性和终身不变性，潜指纹的显影技术广泛应用于刑侦案件，灾难受害者的确定，安防、安检等方面；随着计算机技术的普及和指纹识别系统的应用，指纹技术在人们的生活中得到广泛的应用。
[0004]目前，潜指纹提取主要有三大类方法：一是物理显现法，如烟熏显现法，碘熏显现法，金属沉积法等；二是化学显现法，如硝酸银法，茚三酮法，DFO法等；三是光学显现法，如紫外光检验，激光检验，拉曼检验等。然而，这些方法依然存在某些不足，如需要精密昂贵的仪器，繁琐的操作，显影过程会对检测人员和环境带来伤害等。因此，开发一种操作简单，响应迅速，经济有效且对于检测人员、环境和指纹没有破坏性的通用方法检测潜指纹迫在眉睫。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种合成简单、原料易得、产率高、无毒、反应迅速、操作简单的近红外聚集诱导发光材料及其制备方法与应用。本专利技术将聚集诱导发光这一特性引入到潜指纹显影方面，一是拓展了AIE分子的应用，二是使指纹成像纹路及细节特征清晰、明亮、稳定性好，三是成本较低。
[0006]本专利技术的实现过程如下：
[0007]一种近红外聚集诱导发光材料，所述近红外聚集诱导发光材料的结构通式如下所示：
[0008][0009]其中，π选自中任意之一；
[0010]R选自碳原子数为1～4的烷基、碳原子数为2～4的醇烷基或—C
n
H
2n
N
+
(CH3)3，所述n＝2、3或4。
[0011]上述近红外聚集诱导发光材料的制备方法，具体是以三苯胺和异喹啉分别作为给体和受体模块，以π桥进行连接，构筑近红外聚集诱导发光材料。
[0012]进一步，在反应管中加入化合物a、二苯乙炔、四氟硼酸银、醋酸铜和铑催化剂，在氮气环境下加入胺类化合物和叔丁醇，90℃回流，反应结束后经洗涤萃取分离提纯后得到近红外聚集诱导发光材料；
[0013]所述化合物a的结构式为
[0014]其中，胺类化合物选自碳原子数为为1～4的烷基胺、碳原子数为2～4的醇烷基胺或C
n
H
2n
N
+
(CH3)3Cl，所述n＝2、3或4；
[0015][0016]进一步，所述化合物a、胺类化合物、二苯乙炔、四氟硼酸银、醋酸铜、铑催化剂的摩尔比为1：1.1：1.25：1：1：0.02；洗涤萃取分离提纯的具体过程是用水和饱和食盐水洗涤，二氯甲烷萃取反应液，分液后干燥，柱层析提纯。
[0017]进一步，化合物a的合成过程是在反应瓶中加入化合物I、4
‑
三苯胺硼酸、四(三苯基膦)钯和碳酸钾，在氮气氛围下加入THF与H2O的体积比为3：1的混合溶剂，85℃回流5h，加二氯甲烷进行萃取，分液后干燥，柱层析提纯后得到化合物a；
[0018]所述化合物I选自4
‑
(5
‑
溴
‑2‑
呋喃)苯甲醛、4
‑
(5
‑
溴
‑2‑
噻吩)苯甲醛或4
‑
(5
‑
溴
‑2‑
苯)苯甲醛中任意之一；
[0019][0020]其中，π选自中任意之一。
[0021]进一步，所述化合物I、4
‑
三苯胺硼酸、碳酸钾、四(三苯基膦)钯的摩尔比为1：1.2：5：0.02。
[0022]进一步，化合物a的合成过程是在反应瓶中加入4
‑
溴苯甲醛、N,N
‑
二苯基
‑4‑
乙烯基苯胺、Bu4NBr和Pd(OAc)2溶解于无水DMF与甲苯的体积比为1:1的混合溶剂中，将得到的溶液在氮气气氛下加入三乙胺，反应混合物加热到95℃，回流过夜，反应完成后，过滤并用乙酸乙酯洗涤固体，有机层用饱和食盐水溶液进一步洗涤，并在无水Na2SO4上干燥，以石油醚/乙酸乙酯的体积比是97:3为洗脱剂，采用柱层析法对粗产物进行纯化得到化合物a；
[0023]所述4
‑
溴苯甲醛、N,N
‑
二苯基
‑4‑
乙烯基苯胺、Bu4NBr、三乙胺的摩尔比为1:1:2:2；
[0024][0025]进一步，化合物a的合成过程是向反应瓶中加入4
‑
溴苯甲醛、PdCl2(PPh3)2、CuI、4
‑
乙炔
‑
N,N
‑
二苯基苯胺和PPh3，在氮气气氛下，加入甲苯溶解，然后滴加二异丙胺，在70℃下加热搅拌4h后，将反应混合物进行过滤并用乙酸乙酯洗涤，将有机相减压蒸发，再以纯己烷到己烷：二氯甲烷的体积比为2：1作为洗脱剂，采用柱层析对粗产物进行纯化以得到化合物a；
[0026]所述4
‑
溴苯甲醛、PdCl2(PPh3)2、CuI、4
‑
乙炔
‑
N,N
‑
二苯基苯胺和PPh3的摩尔比为1：0.04：0.04：1：0.02；
[0027][0028]上述近红外聚集诱导发光材料作为显影剂在潜指纹高分辨成像中的应用。
[0029]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0030](1)本专利技术通过不同π桥连接两个具有聚集诱导发光基团三苯胺和异喹啉，分子中单键链接的苯环有着较强的分子间扭转电荷转移(TICT)效应，提高了近红外聚集诱导发光材料在聚集态下的发光性能，这类分子对指纹分泌物、油脂等亲和性高，具有合成简单、反应条件温和、聚集态发光性能好等特性。
[0031](2)本专利技术通过上述给体、受体和桥的荧光材料构建一类三苯胺
‑
π
‑
异喹啉的近红外聚集诱导发光材料，通过雾化器喷洒方式对锡纸、玻璃等材质上潜指纹成像，有效提高指纹显影的成像分辨率，该类分子可用于细胞成像、电致发光材料等多个领域，市场前景好。
附图说明
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种近红外聚集诱导发光材料，其特征在于，所述近红外聚集诱导发光材料的结构通式如下所示：其中，π选自中任意之一；R选自碳原子数为1～4的烷基、碳原子数为2～4的醇烷基或—C
n
H
2n
N
+
(CH3)3，所述n＝2、3或4。2.权利要求1所述近红外聚集诱导发光材料的制备方法，其特征在于：以三苯胺和异喹啉分别作为给体和受体模块，以π桥进行连接，构筑近红外聚集诱导发光材料。3.根据权利要求2所述近红外聚集诱导发光材料的制备方法，其特征在于：在反应管中加入化合物a、二苯乙炔、四氟硼酸银、醋酸铜和铑催化剂，在氮气环境下加入胺类化合物和叔丁醇，90℃回流，反应结束后经洗涤萃取分离提纯后得到近红外聚集诱导发光材料；所述化合物a的结构式为其中，胺类化合物选自碳原子数为为1～4的烷基胺、碳原子数为2～4的醇烷基胺或C
n
H
2n
N
+
(CH3)3Cl，所述n＝2、3或4；4.根据权利要求3所述近红外聚集诱导发光材料的制备方法，其特征在于：所述化合物a、胺类化合物、二苯乙炔、四氟硼酸银、醋酸铜、铑催化剂的摩尔比为1：1.1：1.25：1：1：0.02；洗涤萃取分离提纯的具体过程是用水和饱和食盐水洗涤，二氯甲烷萃取反应液，分液后干燥，柱层析提纯。5.根据权利要求3所述近红外聚集诱导发光材料的制备方法，其特征在于：化合物a的合成过程是在反应瓶中加入化合物I、4
‑
三苯胺硼酸、四(三苯基膦)钯和碳酸钾，在氮气氛围下加入THF与H2O的体积比为3：1的混合溶剂，85℃回流5h，加二氯甲烷进行萃取，分液后干燥，柱层析提纯后得到化合物a；
所述化合物I选自4
‑
(5
‑
溴
‑2‑
呋喃)苯甲醛、4
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(5
‑
溴
‑2‑
噻吩)苯甲醛或4
‑
(5
‑
溴
‑2‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘立杰，汪金金，刘小波，
申请(专利权)人：河南农业大学，
类型：发明
国别省市：