[發(fā)明專利]一種D?π?A結(jié)構(gòu)硼氟染料及制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610037342.X
• 申請日: 2016-01-20
• 公開（公告）號: CN105647220B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 但飛君;劉文俊;劉璐璐;廖全斌;肖述章
• 申請（專利權(quán)）人: 三峽大學(xué)
• 主分類號: C09B23/14
• 分類號: C09B23/14;C09K11/06
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務(wù)所42103
• 代理人: 蔣悅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種熒光染料，該熒光染料為D-π-A結(jié)構(gòu)硼氟染料，具體為BF₂-2-(4-三苯胺乙烯基)-8-(2-苯并咪唑基)喹啉。

背景技術(shù)

氟化硼絡(luò)合二吡咯甲川(4,4-Difluoro-4-bora-dipyrromethen，BODIPY)類熒光染料因其自身優(yōu)良性質(zhì)而被廣泛應(yīng)用于生物標記、熒光分析檢測、化學(xué)傳感器、太陽能敏化電池等領(lǐng)域。然而在固態(tài)下易團聚和Stokes位移較小等限制了BODIPY更廣泛的應(yīng)用。近來的研究表明，用吡啶、咪唑取代吡咯的硼氟染料與BODIPY一樣具有較高的熒光量子產(chǎn)率和摩爾吸光系數(shù)，但是可以在分子間形成非共價鍵作用力，從而固態(tài)下呈現(xiàn)較強的熒光，并且具有較大的Stokes位移。

本發(fā)明在前期的基礎(chǔ)上改進了BODIPY的基本骨架結(jié)構(gòu)，用喹啉、苯并咪唑取代吡咯，并引入三苯胺。三苯胺以氮為中心，具有強的給電子能力，電子通過π鍵轉(zhuǎn)移到硼缺電子中心，促進了分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移，增大Stokes位移，三苯胺和硼氟化合物以π鍵共軛體系相連，形成了具有典型D-π-A結(jié)構(gòu)的分子。同時三個苯環(huán)呈近似螺旋槳的結(jié)構(gòu)，空間位阻較大，可以很大程度上的抑制分子間的平面π-π堆積，使染料固態(tài)下不易團聚，同時增大了化合物的溶解性；烯鍵的引入，增大了染料的共軛體系，使得熒光發(fā)射波長紅移。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明設(shè)計的骨架結(jié)構(gòu)中有甲基反應(yīng)位點，通過Knoevenagel反應(yīng)與4-甲酰基三苯胺縮合得到配體與BF₃·Et₂O配位，獲得了新型硼氟熒光染料，該燃料的化合物為BF₂-2-(4-三苯胺乙烯基)-8-(2-苯并咪唑基)喹啉，具體結(jié)構(gòu)式為：

所述的D-π-A結(jié)構(gòu)硼氟染料的制備方法，包括如下步驟：

(1)向容器中依次加入化合物2-甲基-8-(2-苯并咪唑基)喹啉，4-甲酰基三苯胺，正丁醇，哌啶，冰乙酸，回流8-10h，冷卻，有黃色固體析出，抽濾得固體，用乙醇洗滌濾餅3次，得產(chǎn)物2-(4-三苯胺乙烯基)-8-(2-苯并咪唑基)喹啉；

(2)向容器中依次加入2-(4-三苯胺乙烯基)-8-(2-苯并咪唑基)喹啉，氯仿，三乙胺，氮氣保護下，在0℃下滴加三氟化硼乙醚，回流6-8h，加水淬滅，用氯仿萃取3次，合并有機相，干燥，柱層析，得目標產(chǎn)物BF₂-2-(4-三苯胺乙烯基)-8-(2-苯并咪唑基)喹啉。

上述步驟(1)中，2-甲基-8-(2-苯并咪唑基)喹啉與4-甲酰基三苯胺的摩爾比為1.8-2.0：2.5-3.5。

本發(fā)明專利中將D-π-A結(jié)構(gòu)硼氟染料在熒光染料上的應(yīng)用。具體為該熒光染料具體作為活體細胞中熒光追蹤劑中的應(yīng)用。或應(yīng)用于金屬離子、陰離子及不同性質(zhì)溶劑的檢測應(yīng)用。或該熒光染料具體作為有機發(fā)光二極管中的應(yīng)用，該熒光染料為固態(tài)。

本發(fā)明的染料的溶劑化效應(yīng)明顯，隨著溶劑極性的增強，分子內(nèi)電荷傳遞更加有效，從而導(dǎo)致發(fā)射峰向長波長方向移動，Stokes位移增大，該長波長(λem≥600nm)染料因其優(yōu)良的熒光性能可應(yīng)用于活體細胞中的熒光追蹤；該染料固體下表現(xiàn)出較強的熒光，并且具有較大的Stokes位移，可應(yīng)用于有機發(fā)光二極管等領(lǐng)域。

附圖說明

圖1.BF₂-2-(4-三苯胺乙烯基)-8-(2-苯并咪唑基)喹啉在不同溶劑中的紫外-可見吸收光譜(10^-5mol/L，Ex:420nm)。

圖2.BF₂-2-(4-三苯胺乙烯基)-8-(2-苯并咪唑基)喹啉在不同溶劑中的熒光發(fā)射光譜(10^-5mol/L，Ex:420nm)。

圖3.BF₂-2-(4-三苯胺乙烯基)-8-(2-苯并咪唑基)喹啉在不同濃度下(氯仿)的熒光發(fā)射光譜(10^-5mol/L，Ex:420nm)。

圖4.BF₂-2-(4-三苯胺乙烯基)-8-(2-苯并咪唑基)喹啉在固態(tài)膜紫外吸收光譜和熒光發(fā)射光譜(Ex:490nm)。

具體實施方式

儀器與試劑