[發明專利]具有聚集態熒光增強與雙光子熒光特性的吡啶查爾酮衍生物

無效

• 申請號: 201010101893.0
• 申請日: 2010-01-25
• 公開（公告）號: CN101792432A
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發明（設計）人: 王筱梅;陳志剛;范叢斌;吳莉娜
• 申請（專利權）人: 蘇州科技學院
• 主分類號: C07D401/14
• 分類號: C07D401/14;C07D401/10;C07D401/06;C07D213/50;C09K11/06
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 陶海鋒

技術領域

本發明涉及一種具有吡啶查爾酮基團的有機物，具體涉及一種具有聚集態 熒光增強與雙光子熒光特性的以烯丙酰-2-吡啶基為母體連接不同的芳環或芳雜 環的吡啶查爾酮衍生物，在有機發光二極管(OLED)、雙光子熒光顯微成像、 光開關與生物熒光傳感器等領域具有重要應用價值。

背景技術

很多光致發光材料在稀溶液中熒光發射強度高，但在聚集態與固態時其發 光強度很弱或幾乎不發光，這是由于團聚誘導熒光淬滅。在生物成像的雙光子 熒光顯微中，往往需要發光分子呈聚集態發光，而在有機電致發光器件的制作 中發光材料通常被鍍成薄膜，因此這種熒光淬滅也不可避免。因此，降低聚集 態熒光淬滅、提高固態材料的發光程度是長期以來光電材料領域的難題。

自2001年，聚集誘導發光增強(Aggregation?induced?emission enhancement，AIEE)這一概念提出以來，有關聚集態、固態呈現強發光性質 的有機材料陸續見報，典型的材料包括：1)唐本忠研究組發現的帶芳香取代基 的雜環戊二烯(siloles)類，這類材料在溶液態光致發光極弱，而在固態粉末或薄 膜時發光強度增大；2)具有特定空間結構并含有-CN或-CH₃基團的芪類化 合物，這類化合物的聚集態發光與H-聚集態堆積或J-聚集態堆積形式有關；2003 年，王筱梅課題組發現四(N，N-二乙氨基)四苯乙烯分子固態熒光強度與溶液態熒 光相比呈數量級的增強，原因是烯烴雙鍵兩側連接四個取代基，這種鄰位基團 的空間位阻遏制了雙鍵的自由旋轉所致。2008年，王筱梅課題組又發現多胺-2- 取代-蒽類分子的微納米固體微粒在水相中具有良好的分散性，在高濃度時呈現 強的聚集態發光且峰位顯著紅移(參見：申請號為200810021888.1的中國發明 專利申請公布說明書)。

聚集態(固態)熒光增強可有效減低化合物分子間能量淬滅作用、有助于 提高器件的發光效率，為有機發光材料在固體器件中的廣泛應用開辟了新的途 徑。但目前報道的聚集態熒光增強的材料種類甚少，限制了其在光電材料及其 相關領域的應用。

發明內容

本發明目的是提供一類具有聚集態熒光增強與雙光子熒光特性吡啶查爾酮 衍生物。

為達到上述目的，本發明具體技術方案是以烯丙酰-2-吡啶基為母體，連接不同 的芳環或芳雜環；分子所含的吡啶環氮原子、羰基氧原子借助氫鍵與鄰位碳碳雙鍵 上的氫原子形成五員環結構，有效地遏制了碳碳雙鍵的自由旋轉，獲得聚集態 熒光增強(AIEE)特性，所述吡啶查爾酮衍生物的化學結構式如下所示：

其中，R₁選自：三苯胺基4-N-咔唑苯基3-(N- 乙基)咔唑基或中的一種；

其中，R₂選自：三苯胺基團4-溴代三苯胺基團或3，8-(N-乙基)咔唑基中的一種；R₃選自三苯胺基團

相應地，所述吡啶查爾酮衍生物的化學結構式為：

上述技術方案中，所述吡啶查爾酮衍生物以烯丙酰-2-吡啶基為母體，連 接不同的芳環或芳雜環，母體骨架含有羰基和吡啶基，在水中具有很好的分散 性，且可通過氧、氮多齒的配位與金屬離子有效結合，獲得不同發光波段的熒 光材料，在溶液中具有熒光性質；所述吡啶查爾酮衍生物吡啶環氮原子、羰基 氧原子借助空間效應形成分子內氫鍵，有效阻遏制了碳碳雙鍵的自由旋轉，具 有聚集態熒光增強(AIEE)特性，聚集態與固態的熒光相對于稀溶液得到大 幅度增強，在有機光電材料領域具有應用價值。

所述吡啶查爾酮衍生物合成：為將等摩爾量的取代苯甲醛和2-乙酰吡啶加 入一定量的甲醇中，稀堿催化下室溫攪拌數小時，溶液即發出明亮的黃～紅光， 用水和甲醇沖洗沉淀物，得出艷黃色～紅色沉淀，無需提純。

由于上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點：

1.本發明的吡啶查爾酮衍生物具有聚集態熒光增強特性(見圖1～10)；隨 “吡啶查爾酮基團”數目的增多，其粉末在紫外燈照射下發光顏色由綠→黃→紅 色變化，與溶液態(THF)熒光光譜比較，粉末熒光強度增加倍數10～100倍 (見圖14～17)；

2.本發明的吡啶查爾酮衍生物具有強的雙光子熒光特性(見圖11～13)， 結合其在水相分散性好和聚集態發光特性，在雙光子熒光顯微成像與生物熒光 傳感器領域具有重要應用前景；