本发明涉及光致变色材料,特别涉及新型全可见光驱动高荧光量子产率荧光点亮型二芳基乙烯光致变色材料。
背景技术:
1、荧光点亮型二芳基乙烯材料因其在开环体无荧光而闭环体呈现荧光的独特光物理特性,近年来被广泛应用于传感、门控、防伪及生物体超分辨显微成像等领域,是一类极具商业化前景的材料。然而,1)大部分荧光点亮型二芳基乙烯分子开环体无论在固态还是溶液中其吸收只坐落在紫外区,导致该类分子只能在紫外光的照射下才能发生从开环体到闭环体的转换;2)绝大部分荧光点亮型二芳基乙烯分子其闭环体荧光量子产率普遍较低,限制了其在超分辨荧光成像领域的应用。由于,一方面紫外光会对分子本身稳定性造成影响,长时间的紫外光照射势必会引起不可控的光化学副反应从而导致分子老化;另一方面较低的荧光量子产率会导致生物体超分辨荧光成像时信噪比增大,导致成像效果较差。因此,开发全可见光驱动开环体(闭环体)到闭环体(开环体)光环化转换的高荧光量子产率荧光点亮型二芳基乙烯分子具有重要意义。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的上述问题,通过在已有荧光点亮型二芳基乙烯分子骨架上4与4’位连接芳香环的策略,即可以增大分子的共轭程度致使开环体吸收边红移至可见光区,也可以提高分子闭环体下吸收强度(即增大振子强度),从而获得一种可以实现可见光驱动高荧光量子产率荧光点亮型二芳基乙烯光致变色材料。
2、本发明的技术方案如下:
3、一种高荧光量子产率二芳基乙烯有机化合物,结构如通式(1)所示:
4、
5、r1为取代或者未取代的芳基;
6、所述芳基上的取代基为选自c1~c4烷基、c1~c4烷氧基、取代氨基、三氟甲基中的一个或者多个。
7、作为优选,通式(1)中r1表示下列结构中的一种:
8、
9、作为优选,所述的全可见光驱动高荧光量子产率荧光点亮型二芳基乙烯有机化合物,为以下具体化合物中的一种:
10、
11、
12、
13、作为优选,r1为取代或者未取代的苯基;
14、所述芳基上的取代基为选自c1~c4烷基中的一个或者多个。
15、作为优选,所述的二芳基乙烯有机化合物为化合物1,2或3,结构式如下:
16、
17、本发明还提供了一种所述的二芳基乙烯有机化合物的制备方法,包括:
18、在惰性气氛下,碘代化合物与芳香环硼酸化合物用四氢呋喃溶解,再加入pd(pph3)4和饱和碳酸钾溶液,将上述反应物的混合溶液于回流条件下,反应12~24h;反应混合物冷却至室温后,乙酸乙酯萃取,合并有机相,无水na2so4干燥后旋干;经硅胶柱层析纯化,得到目标产物;
19、反应式如下:
20、
21、作为优选,所述碘代化合物与芳香环硼酸类化合物的摩尔比为1:2.4~2.6,pd(pph3)4与硼酸类化合物的摩尔比为0.1:0.9~1.1,饱和碳酸钾溶液与四氢呋喃的体积比0.5:0.9~1.1。
22、同现有技术相比,本发明有益的技术效果在于:
23、本发明化合物基于芳香环及其衍生物连接在me-tto4分子骨架4与4’位构筑。4与4’位连接芳香环之后,会导致开环体状态下homo-lumo之间带隙降低,导致开环体吸收光谱发生红移,吸收边坐落在可见光区,从而实现开环体到闭环体与闭环体到开环体之间全可见光驱动光环化反应。另外,芳香环引入之后闭环体的吸收强度也较分子骨架显著增强,即分子的振子强度增大,从而实现荧光量子产率的增强。并且,上述结果均已通过密度泛函理论计算与实验验证,此类新型二芳基乙烯分子具有极好的应用前景。
1.一种二芳基乙烯有机化合物,其特征在于,结构如通式(1)所示:
2.根据权利要求1所述的二芳基乙烯有机化合物,其特征在于,通式(1)中r1表示下列结构中的一种:
3.根据权利要求1所述的二芳基乙烯有机化合物,其特征在于,为以下具体化合物中的一种:
4.根据权利要求3所述的二芳基乙烯有机化合物,其特征在于,所述的二芳基乙烯有机化合物1,2或3,结构式如下:
5.一种如权利要求1~4任一项所述的二芳基乙烯有机化合物在制备光致变色材料中的应用。
6.根据权利要求5所述的二芳基乙烯有机化合物在制备光致变色材料中的应用,其特征在于,所述光致变色材料为全可见光驱动的光致变色材料。
7.一种防伪墨水,其特征在于,含有权利要求1~4任一项所述的二芳基乙烯有机化合物。
8.一种如权利要求1~4任一项所述的二芳基乙烯有机化合物的制备方法,其特征在于,包括:
9.根据权利要求8所述的二芳基乙烯有机化合物的制备方法,其特征在于,所述碘代化合物与芳香环硼酸类化合物的摩尔比为1:2.4~2.6,pd(pph3)4与硼酸类化合物的摩尔比为0.1:0.9~1.1,饱和碳酸钾溶液与四氢呋喃的体积比0.5:0.9~1.1。
