一类基于AIE特性的萘酰亚胺类荧光团及合成方法和应用技术

本发明专利技术涉及一类基于AIE特性的萘酰亚胺类荧光团及合成方法和应用；以4

【技术实现步骤摘要】
一类基于AIE特性的萘酰亚胺类荧光团及合成方法和应用


[0001]本专利技术属于化学分析检测技术及有机发光器件领域，具体涉及一类基于聚集诱导发光(AIE)特性的萘酰亚胺类荧光团及合成和其性能研究及应用。

技术介绍

[0002]萘酰亚胺类荧光团是一种应用非常广泛的荧光团，它具有良好的热稳定性和光稳定性，而且还具有大的斯托克斯(stokes)位移，高的荧光量子产率，荧光发射波长适中(520nm左右)等优点。萘酰亚胺类荧光团一般是由1，8
‑
萘酐与各种伯胺类物质反应制备而成。随着科研工作者的不断深入研究，大量的萘酰亚胺类荧光团被广泛应用于化学分析检测
、固态传感以及有机发光器件等领域。
[0003]然而，由于强烈的π
‑
π相互作用，萘酰亚胺类荧光团(NI)通常在高浓度或聚集状态下显示出典型的聚集诱导猝灭(ACQ)现象，大大限制了其在固态传感等领域应用。2001年，唐本忠等首次提发现聚集诱导发光(AIE)的现象。聚集诱导发光是指一类溶液中不发光或者发光微弱的分子聚集后发光显著增强的现象。聚集诱导发光(AIE)的出现从根本上解决了ACQ所带来的困扰，为解决萘酰亚胺类荧光团ACQ现象提供了一种全新的策略。
[0004]为了打破其聚集态时的平面性，常见方法是在萘酰亚胺4
‑
位上引入芳香性基团，可以将其转化为AIE活性分子。但是，大多数现有的AIE材料是通过一些复杂的合成工艺制备的，产率不高，对环境不利，成本高且溶解度低。因此，寻求简单方法实现萘酰亚胺类荧光团从ACQ到AIE的转化，并以此为基础应用于发光材料、生物荧光探针和荧光成像等领域具有重要意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一类基于AIE特性的萘酰亚胺类荧光团及其合成方法。具体地，以4
‑
溴
‑
1,8萘二甲酸酐为原料，经过胺解，Suzuki偶联简单两步反应引入强供电子基团三苯胺(TPA)和苯基咔唑(PCZ)，增强分子内旋转受限(RIR)过程，破坏整体分子的平面度并限制其H型聚集的产生，防止分子间π
‑
π堆积，实现荧光团从ACQ效应转变为AIE活性，从而获得两种新型的D
‑
π
‑
A荧光团。
[0006]本专利技术中一类基于AIE特性的萘酰亚胺类荧光团，具有如下结构通式：
[0007][0008]其中，R为分别记为荧光团TPANI
‑
OH和荧光团PCZNI
‑
OH。
[0009]本专利技术提供一类基于AIE特性的萘酰亚胺类荧光团及其合成方法，该荧光团的合成路线如下：
[0010][0011]具体步骤为：
[0012](1)中间体(N
‑
(2
‑
羟基苯基)
‑4‑
溴
‑
1,8
‑
萘二甲酰亚胺)的合成
[0013]将4
‑
溴
‑
1,8
‑
萘二甲酸酐和2
‑
氨基苯酚溶解于无水乙醇中，室温搅拌15～20min，然后升温至85～100℃，反应回流5～6小时，反应结束后，将体系冷却至室温，期间可发现有固体产物不断析出。最终，通过对沉淀物进行过滤，洗涤，干燥，获得浅灰色固体产物N
‑
(2
‑
羟基苯基)
‑4‑
溴
‑
1,8
‑
萘二甲酰亚胺。
[0014](2)荧光团的合成
[0015]将化合物N
‑
(2
‑
羟基苯基)
‑4‑
溴
‑
1,8
‑
萘二甲酰亚胺，4
‑
(二苯基氨基)苯硼酸(或4
‑
(9H
‑
咔唑
‑9‑
基)苯硼酸)和K2CO3溶解于N,N
‑
二甲基甲酰胺(DMF)和水(或四氢呋喃(THF)和水)的混合溶液中。首先通入N2进行15～20分钟脱气操作，排尽体系内的空气，随后立刻加入催化剂四(三苯基膦)钯(Pd(PPh3)4)，再脱气5～10分钟；在氮气保护下，将反应体系升温80～145℃回流14～15小时。反应降温冷却后，加入去离子水，并用二氯甲烷萃取多次，有机相旋蒸后得到粗品；粗产物通过柱层析分离纯化，最终得到目标产物N
‑
(2
‑
羟基苯基)
‑4‑
(4
‑
(二苯基氨基)苯基)
‑
1,8
‑
萘二甲酰亚胺(或N
‑
(2
‑
羟基苯基)
‑4‑
(4
‑
(9H
‑
咔唑
‑9‑
基)苯基)
‑
1,8
‑
萘二甲酰亚胺，分别记为荧光团TPANI
‑
OH和荧光团PCZNI
‑
OH。
[0016]本专利技术中，所述步骤(1)中4
‑
溴
‑
1,8
‑
萘二甲酸酐与2
‑
氨基苯酚的摩尔比为1:(1.2～1.5)。
[0017]本专利技术中，所述步骤(1)中4
‑
溴
‑
1,8
‑
萘二甲酸酐与无水乙醇的重量体积比为(5～6)g:100mL。
[0018]本专利技术中，所述步骤(2)中N
‑
(2
‑
羟基苯基)
‑4‑
溴
‑
1,8
‑
萘二甲酰亚胺、4
‑
(二苯基氨基)苯硼酸、K2CO3的摩尔比为1：(1～1.2)：(6～6.2)。
[0019]本专利技术中，所述步骤(2)中N
‑
(2
‑
羟基苯基)
‑4‑
溴
‑
1,8
‑
萘二甲酰亚胺、4
‑
(9H
‑
咔唑
‑9‑
基)苯硼酸、K2CO3的摩尔比为1：(1～1.2)：(6～6.2)。
[0020]本专利技术中，所述步骤(2)中DMF与H2O的体积比为10:(1～1.5)。
[0021]本专利技术中，所述步骤(2)中THF与H2O的体积比为4:(1～1.5)。
[0022]本专利技术中，所述步骤(2)中N
‑
(2
‑
羟基苯基)
‑4‑
溴
‑
1,8
‑
萘二甲酰亚胺与催化剂四(三苯基膦)钯的摩尔比为1:(0.08～0.1)。
[0023]本专利技术中，所述步骤(2)中粗品柱层析纯化过程中洗脱剂为石油醚/乙酸乙酯＝10:(1～1.2)(v本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一类基于AIE特性的萘酰亚胺类荧光团，其特征是，萘酰亚胺类荧光团为N
‑
(2
‑
羟基苯基)
‑4‑
(4
‑
(R)苯基)
‑
1,8
‑
萘二甲酰亚胺，结构式如下：其中，R为2.权利要求1所述的基于AIE特性的萘酰亚胺类荧光团的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)中间体(N
‑
(2
‑
羟基苯基)
‑4‑
溴
‑
1,8
‑
萘二甲酰亚胺)的合成将4
‑
溴
‑
1,8
‑
萘二甲酸酐和2
‑
氨基苯酚溶解于无水乙醇中，室温搅拌15～20min，然后升温至85～100℃，反应回流5～6小时，反应结束后，将体系冷却至室温，固体产物不断析出；最终，通过对沉淀物进行过滤，洗涤，干燥，获得浅灰色固体产物N
‑
(2
‑
羟基苯基)
‑4‑
溴
‑
1,8
‑
萘二甲酰亚胺；(2)荧光团的合成将化合物N
‑
(2
‑
羟基苯基)
‑4‑
溴
‑
1,8
‑
萘二甲酰亚胺，4
‑
(二苯基氨基)苯硼酸(或4
‑
(9H
‑
咔唑
‑9‑
基)苯硼酸)和K2CO3溶解于N,N
‑
二甲基甲酰胺(DMF)和水(或四氢呋喃(THF)和水)的混合溶液中；首先通入N2进行15～20分钟脱气操作，排尽体系内的空气，随后立刻加入催化剂四(三苯基膦)钯(Pd(PPh3)4)，再脱气5～10分钟；在氮气保护下，将反应体系升温80～150℃，回流14～15小时；反应降温冷却后，加入去离子水，并用二氯甲烷萃取多次，有机相旋蒸后得到粗品；粗产物通过柱层析分离纯化，最终得到目标产物N
‑
(2
‑
羟基苯基)
‑4‑
(4
‑
(二苯基氨基)苯基)
‑
1,8
‑
萘二甲酰亚胺(或N
‑
(2
‑
羟基苯基)
‑4‑
(4
‑
(9H
‑
咔...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲红梅，刘丽强，王秀玲，王棚，王宗浩，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：