【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于發(fā)光材料及制備領(lǐng)域，具體涉及基于芳基咔唑的新型純有機多重發(fā)光體及其制備方法。
技術(shù)介紹
1、光發(fā)射包含即時熒光、磷光和延遲熒光，其中，即時熒光是目前使用最為廣泛的發(fā)光現(xiàn)象，是分子從s1到s0的躍遷。單線態(tài)和三線態(tài)激子的形成概率是1:3，即時熒光材料中只有25％的單線態(tài)激子能被利用進行發(fā)光，75％的三線態(tài)激子以非輻射發(fā)光的方式(轉(zhuǎn)化成熱能)釋放。延遲熒光的發(fā)生涉及內(nèi)轉(zhuǎn)換(ic)、系間竄越(isc)到三線態(tài)以及反向系間竄越(risc)等復(fù)雜的過程，最后激子回到s1態(tài)躍遷發(fā)光。即時熒光和延遲熒光均來自于s1態(tài)的輻射躍遷，因此在光譜上，二者在同一波長處發(fā)射。室溫磷光的發(fā)射來源于激子從三線態(tài)t1到基態(tài)s0的躍遷。因此，即時熒光-延遲熒光-室溫磷光多重發(fā)光體能夠更多的利用上即時熒光材料所浪費掉的轉(zhuǎn)化成熱能的能量。
2、傳統(tǒng)的磷光材料通常用到銥、鎘等重金屬(coordin?chem?rev.,2009,253(13-14):1709-1758)，由于其毒性及環(huán)境問題并不利于其大面積應(yīng)用推廣。而純有機室溫磷光材料，一種分子結(jié)構(gòu)中不包含金屬元素的有機化合物，憑借其低成本、低毒性、長的三線態(tài)激子壽命和高的激子利用率等優(yōu)點成為目前的研究主流。li等人首次報道了利用氰乙酸制備的非芳香性純有機小分子，具有持久的室溫磷光特性，氰乙酸中羧基所形成的強氫鍵限制了分子的運動，促進了激子從s1態(tài)到t1態(tài)的isc過程(mater.chem.front.,2018,2:2124-2129.)。zhang等通過引入羰基和芳香π單元，報道了一系列
3、三線態(tài)與單線態(tài)之間能量差較小時，三線態(tài)激子可通過risc躍遷至s1態(tài)，并最終返回基態(tài)s0產(chǎn)生延遲熒光。yu等人合成了一種新型供體-受體型有機發(fā)光體，以喹喔啉為電子受體吩噁嗪為電子供體，該發(fā)光體同時表現(xiàn)出熱激活延遲熒光和室溫磷光(adv.opt.mater,2017,5(24):1700588)。tang等人報道了一種熱激活的延遲熒光分子吩噻嗪-二(三甲苯基)硼烷，顯示出綠色電致發(fā)光，發(fā)射峰為540nm(front.chem.,2019,7:373)。
4、盡管室溫磷光和延遲熒光材料在近幾年已有很大的發(fā)展，但是具有多重發(fā)射特性的尤其是具有即時熒光-延遲熒光-室溫磷光三重發(fā)射特性的純有機發(fā)光體依然較少。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的是提供一種基于芳基咔唑的新型純有機多重發(fā)光體及其制備方法，其具有即時熒光-延遲熒光-室溫磷光三重發(fā)射特性。本專利技術(shù)中的純有機指所述發(fā)光體的分子結(jié)構(gòu)為不含金屬元素的有機化合物。選用咔唑為熒光團，聯(lián)苯或萘分別作為連接橋，氰基作為isc促進因子。拓展了純有機多重發(fā)光體的結(jié)構(gòu)，解決室溫磷光、延遲熒光材料數(shù)量較少的問題。本專利技術(shù)所述發(fā)光體合成方法簡單，反應(yīng)步驟少，易于產(chǎn)業(yè)化。
2、本專利技術(shù)的技術(shù)方案如下：
3、基于芳基咔唑的新型純有機多重發(fā)光體，其結(jié)構(gòu)式如下：
4、
5、其中r為以下基團之一：
6、
7、本專利技術(shù)的基于芳基咔唑的新型純有機多重發(fā)光體的制備方法，包括如下步驟：
8、1)：將4-溴-4'-碘聯(lián)苯或2,6-二溴萘、咔唑、k2co3、銅粉和溶劑n,n-二甲基甲酰胺(dmf)的混合物在氮氣下攪拌反應(yīng)；反應(yīng)結(jié)束后過濾，然后倒入水中，用乙酸乙酯萃??；有機相通過干燥、過濾、旋蒸得到粗產(chǎn)物，然后用硅膠柱色譜分離純化粗產(chǎn)物，石油醚和二氯甲烷為洗脫劑，得到9-(4'-溴聯(lián)苯-4-基)-9h-咔唑或9-(6-溴-2-萘基)-9h-咔唑；
9、2)：將步驟1)得到的9-(4'-溴聯(lián)苯-4-基)-9h-咔唑或9-(6-溴-2-萘基)-9h-咔唑、4-羥基苯甲腈、cs2co3、cubr、配體1-(2-吡啶基)-2-丙酮和溶劑二甲基亞砜(dmso)混合反應(yīng)；反應(yīng)結(jié)束后過濾，然后將反應(yīng)液倒入水中，乙酸乙酯萃取，取有機相干燥，過濾，旋蒸除去濾液中的有機溶劑得到粗產(chǎn)物，然后以石油醚和二氯甲烷為洗脫劑，硅膠柱層析分離純化粗產(chǎn)物，得到4-[4'-(9h-咔唑-9-基)-4-聯(lián)苯氧基]苯甲腈或4-[6-(9h-咔唑-9-基)-2-萘氧基]苯甲腈。
10、所述步驟1)中優(yōu)先反應(yīng)時間30～42h，反應(yīng)溫度為100～130℃。
11、所述步驟2)中優(yōu)先反應(yīng)溫度100～130℃，反應(yīng)時間14～20h。
12、所述步驟1)中優(yōu)先咔唑：4-溴-4'-碘聯(lián)苯或2,6-二溴萘：催化劑銅粉：k2co3的摩爾比為1：(1～2)：(1.5～2.5)：(3～5)；咔唑：dmf的重量體積比為(5～7)g/100ml。
13、所述步驟2)中優(yōu)先9-(4'-溴聯(lián)苯-4-基)-9h-咔唑或9-(6-溴-2-萘基)-9h-咔唑：4-羥基苯甲腈：催化劑cubr：配體1-(2-吡啶基)-2-丙酮：cs2co3的摩爾比為1：(1～2.5)：(0.05～0.2)：(0.1～0.4)：(1～3)；9-(4'-溴聯(lián)苯-4-基)-9h-咔唑或9-(6-溴-2-萘基)-9h-咔唑：dmso的重量體積比為(10～14)g/100ml。
14、本專利技術(shù)的基于芳基咔唑的新型純有機多重發(fā)光體應(yīng)用于防偽和加密、信息存儲、有機電致發(fā)光二極管和生物傳感成像領(lǐng)域。
15、具體說明如下：
16、基于芳基咔唑的新型純有機多重發(fā)光體，其結(jié)構(gòu)通式如下：
17、
18、其中r為以下基團之一：
19、
20、r為聯(lián)苯基團時，發(fā)光體為4-[4'-(9h-咔唑-9-基)-4-聯(lián)苯氧基]苯甲腈，其結(jié)構(gòu)式為：
21、
22、r為萘基團時，發(fā)光體為4-[6-(9h-咔唑-9-基)-2-萘氧基]苯甲腈，其結(jié)構(gòu)式為：
23、
24、本專利技術(shù)提出了發(fā)光體4-[4'-(9h-咔唑-9-基)-4-聯(lián)苯氧基]苯甲腈和4-[6-(9h-咔唑-9-基)-2-萘氧基]苯甲腈的制備方法，其合成路線如圖9所示。
25、按照下述步驟制備：
26、步驟1)9-(4'-溴聯(lián)苯-4-基)-9h-咔唑或9-(6-溴-2-萘基)-9h-咔唑的合成：
27、用氮氣吹掃反應(yīng)容器，將4-溴-4'-碘聯(lián)苯或2,6-二溴萘、咔唑、k2co3、銅粉和溶劑dmf的混合物在氮氣下攪拌反應(yīng)30～42h，反應(yīng)溫度為100～130℃；反應(yīng)結(jié)束后過濾，然后倒入水中，用乙酸乙酯萃??；有機相通過干燥、過濾、旋蒸得到粗產(chǎn)物，然后用硅膠柱色譜分離純化粗產(chǎn)物，石油醚和二氯甲烷為洗脫劑，得到白色粉末9-(4'-溴聯(lián)苯-4-基)-9h-咔唑或9-(6-溴-2-萘基)-9h-咔唑。
28、步驟2)4-[4'-(9h-咔唑-9-基)-4-聯(lián)苯氧基]苯甲腈或4-[6-(9h-咔唑-9-基)-2-萘氧基本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.基于芳基咔唑的新型純有機多重發(fā)光體，其特征是，其結(jié)構(gòu)式如下：
2.權(quán)利要求1的基于芳基咔唑的新型純有機多重發(fā)光體的制備方法，其特征是，包括如下步驟：
3.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征是，步驟1)中反應(yīng)時間30～42h，反應(yīng)溫度為100～130℃。
4.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征是，步驟2)反應(yīng)溫度100～130℃，反應(yīng)時間14～20h。
5.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征是，步驟1)中咔唑：4-溴-4'-碘聯(lián)苯或2,6-二溴萘：催化劑銅粉：K2CO3的摩爾比為1：(1～2)：(1.5～2.5)：(3～5)；咔唑：DMF的重量體積比為(5～7)g/100mL。
6.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征是，步驟2)中的9-(4'-溴聯(lián)苯-4-基)-9H-咔唑或9-(6-溴-2-萘基)-9H-咔唑：4-羥基苯甲腈：催化劑CuBr：配體1-(2-吡啶基)-2-丙酮：Cs2CO3的摩爾比為1：(1～2.5)：(0.05～0.2)：(0.1～0.4)：(1～3)；9-(4'-溴聯(lián)苯-4-基)-9H-咔唑或9-(6
7.權(quán)利要求1的基于芳基咔唑的新型純有機多重發(fā)光體應(yīng)用于防偽和加密、信息存儲、有機電致發(fā)光二極管和生物傳感成像領(lǐng)域。
...【技術(shù)特征摘要】
1.基于芳基咔唑的新型純有機多重發(fā)光體，其特征是，其結(jié)構(gòu)式如下：
2.權(quán)利要求1的基于芳基咔唑的新型純有機多重發(fā)光體的制備方法，其特征是，包括如下步驟：
3.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征是，步驟1)中反應(yīng)時間30～42h，反應(yīng)溫度為100～130℃。
4.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征是，步驟2)反應(yīng)溫度100～130℃，反應(yīng)時間14～20h。
5.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征是，步驟1)中咔唑：4-溴-4'-碘聯(lián)苯或2,6-二溴萘：催化劑銅粉：k2co3的摩爾比為1：(1～2)：(1.5～2.5)：(3～5)；咔唑：dmf的重量體積...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：曲紅梅，劉儒彧，許松林，李亞萌，張智華，潘文靜，張雪松，
申請(專利權(quán))人：天津大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。