一种通过柔性链调控的纯有机室温磷光材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种通过柔性链调控的纯有机室温磷光材料及其制备方法与应用，属于材料科学领域。本发明专利技术的纯有机室温磷光材料，其结构如式I所示，式中R选自C1～C6烷基中的一种，该系列材料的磷光随着柔性链的变化，体现出光诱导室温磷光和长寿命室温磷光的特征。以9,9

【技术实现步骤摘要】
一种通过柔性链调控的纯有机室温磷光材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于材料科学领域，涉及长寿命室温磷光材料，尤其涉及一种通过柔性链调控的纯有机室温磷光材料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]长寿命室温磷光材料(p
‑
RTP)因其撤除激发光源后仍有余晖的性质，在生物成像、防伪加密和光存储方面也有很高的应用价值。但是，目前这些应用都是主要局限于无机化合物或金属有机化合物，例如铂(Pt)、金(Au)和铱(Ir)等配位化合物，而这一类金属配合物往往价格非常昂贵，制备过程能耗高、工艺复杂、柔性差、生物毒性大等缺点。
[0003]因此，研发纯有机室温磷光材料显得很有必要。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术存在的缺点与不足，提供一种通过柔性链调控的纯有机室温磷光材料及其制备方法与应用。本专利技术通过巧妙的分子设计，合成了一系列基于吖啶的纯有机室温磷光材料。该系列材料的磷光随着柔性链的变化，体现出光诱导室温磷光和长寿命室温磷光的特征。且该系列化合物制备简便，成本低廉，稳定性较好，可作为一种新的有机防伪材料。
[0005]本专利技术的目的通过下述技术方案实现：
[0006]本专利技术第一方面，提供一种通过柔性链调控的纯有机室温磷光材料，其结构式如式I所示，
[0007][0008]其中，R选自C1～C6烷基中的一种。
[0009]优选地，R选自甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基中的一种。
[0010]式I所示纯有机室温磷光材料，其磷光随着柔性链R的变化，体现出光诱导室温磷光和长寿命室温磷光的特征。(1)R为
‑
CH3时，其命名为Ac
‑
C1。Ac
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C1的磷光峰在531nm，余晖颜色是绿色，寿命是543ms。(2)R为
‑
CH2CH3时，其命名为Ac
‑
C2。Ac
‑
C2具有光诱导室温磷光性质，在光照前，没有肉眼可见的磷光，磷光光谱有两个峰，一个在蓝光区域435nm处寿命是8ms，在绿光区域530nm处的峰不明显，寿命是6ms。而光照30s后，蓝光区域的峰寿命达到72ms，绿光区域的峰寿命达到101ms。且蓝光区域的峰比绿光区域的峰亮度高，寿命短，所以余晖颜色也从蓝色迅速变为绿色，余晖可见3s。(3)R为
‑
CH2CH2CH3时，其命名为Ac
‑
C3。Ac
‑
C3
具有光诱导磷光增强的性质，磷光强度在光照30s之后增强，磷光寿命也从228ms增长到270ms。(4)R为
‑
CH2CH2CH2CH3时，其命名为Ac
‑
C4。Ac
‑
C4同样具有光诱导磷光的性质，在光照前没有肉眼可见的磷光，在光照30s后，具有绿色磷光现象，且余晖现象可持续2s以上。(5)R为
‑
CH2CH2CH2CH2CH3时，其命名为Ac
‑
C5。Ac
‑
C5也存在光诱导磷光，光照前没有磷光，在光照30s后，具有微弱的绿色磷光现象。(6)R为
‑
CH2CH2CH2CH2CH2CH3时，其命名为Ac
‑
C6。Ac
‑
C6没有室温磷光性质，也没有光诱导室温磷光。
[0011]本专利技术第二方面，提供上述通过柔性链调控的纯有机室温磷光材料的制备方法，其包括如下步骤：以9,9
‑
二烷基吖啶和对溴三氟甲苯为底物，通过C
‑
N偶联反应制备得到。
[0012]在本专利技术的一个或多个实施方案中，所述的纯有机室温磷光材料的制备方法，包括如下步骤：在惰性气体氛围下，9,9
‑
二烷基吖啶、对溴三氟甲苯、膦配体、钯催化剂和碱在溶剂中进行回流反应，得到所述的纯有机室温磷光材料。
[0013]在本专利技术的一个或多个实施方案中，所述的9,9
‑
二烷基吖啶选自9,9
‑
二甲基吖啶、9,9
‑
二乙基吖啶、9,9
‑
二丙基吖啶、9,9
‑
二丁基吖啶、9,9
‑
二戊基吖啶、9,9
‑
二己基吖啶的一种。
[0014]在本专利技术的一个或多个实施方案中，所述的膦配体选自((2,4,6
‑
三异丙基)苯基)二
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环己基膦、三叔丁基膦和2
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(二甲基磷酰基)乙腈中的一种或多种；优选地，所述的膦配体为三叔丁基膦。
[0015]在本专利技术的一个或多个实施方案中，所述的钯催化剂选自新戊酸钯、三氟乙酸钯、醋酸钯和Pd(dba)2中的一种或多种；优选地，所述的钯催化剂为醋酸钯。
[0016]在本专利技术的一个或多个实施方案中，所述的碱选自碳酸钠、叔丁醇钠、叔丁醇钾、氢氧化钠和氢化钠中的一种或多种；优选地，所述的碱为叔丁醇钠。
[0017]在本专利技术的一个或多个实施方案中，所述的溶剂选自DMF、DMSO、乙醇、甲苯、三氯甲烷、丙酮、乙酸乙酯和THF中的一种或多种；优选地，所述的溶剂为甲苯。
[0018]在本专利技术的一个或多个实施方案中，9,9
‑
二烷基吖啶、对溴三氟甲苯、钯催化剂、膦配体、碱的物质的量之比为1.0：(1～5.0)：(0.01～0.5)：(0.01～0.5)：(2.0～10.0)。
[0019]在本专利技术的一个或多个实施方案中，所述的回流反应时间为12～48h。
[0020]在本专利技术的一个或多个实施方案中，所述的纯有机室温磷光材料的制备方法还包括分离纯化步骤：向回流反应所得反应液中加入饱和食盐水，用有机萃取剂萃取，收集有机相，干燥，分离纯化、真空干燥。
[0021]本专利技术第三方面，提供上述通过柔性链调控的纯有机室温磷光材料在生物成像、防伪加密和光存储等方面中的应用。优选的，所述的应用为在制备防伪标志/标识中的应用。
[0022]本专利技术第四方面，提供一种防伪标志/标识，所述的防伪标识包括上述通过柔性链调控的纯有机室温磷光材料。优选的，所述的防伪标志/标识为防伪膜。
[0023]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点和有益效果：
[0024](1)本专利技术提供了一种纯有机室温磷光材料性能的有效调控策略，通过调整柔性链R基团碳链数，实现了室温磷光和光诱导室温磷光两种性质。
[0025](2)本专利技术提供的纯有机光刺激响应的室温磷光材料的制备方法，其合成步骤简单、制备条件温和，适于规模化生产。
[0026](3)本专利技术提供的纯有机室温磷光材料可应用于制备防伪标志、防伪标识等。
附图说明
[0027]图1为本专利技术纯有机室温磷光材料的余晖图；
[0028]图2为本专利技术纯有机室温磷光晶体的磷光曲线和寿命图；
[0029]图3为本专利技术纯有机光诱导室温磷光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通过柔性链调控的纯有机室温磷光材料，其特征在于：其结构式如式I所示，其中，R选自C1～C6烷基中的一种。2.根据权利要求1所述的通过柔性链调控的纯有机室温磷光材料，其特征在于：R选自甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基中的一种。3.权利要求1或2所述的通过柔性链调控的纯有机室温磷光材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：以9,9
‑
二烷基吖啶和对溴三氟甲苯为底物，通过C
‑
N偶联反应制备得到。4.根据权利要求3所述的通过柔性链调控的纯有机室温磷光材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：在惰性气体氛围下，9,9
‑
二烷基吖啶、对溴三氟甲苯、膦配体、钯催化剂和碱放入在溶剂中进行回流反应，得到所述的纯有机室温磷光材料。5.根据权利要求4所述的通过柔性链调控的纯有机室温磷光材料的制备方法，其特征在于：所述的9,9
‑
二烷基吖啶选自9,9
‑
二甲基吖啶、9,9
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二乙基吖啶、9,9
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二丙基吖啶、9,9
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二丁基吖啶、9,9
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二戊基吖啶、9,9
‑
二己基...

【专利技术属性】
技术研发人员：李振，韩蒙蒙，路婕，李倩倩，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：