[發明專利]A-π-A’化合物及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201710173813.4
• 申請日: 2017-03-22
• 公開（公告）號: CN106946884B
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 蔡志彬;周茂;潘玉露
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: C07D471/14
• 分類號: C07D471/14;C09K11/06
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;俞慧

本發明公開了A?π?A'化合物及其制備方法與應用，所述A?π?A'化合物的結構如式(Ⅰ)或式(Ⅱ)所示，式(Ⅰ)和式(Ⅱ)化合物的化學名稱分別為2?[(1E)?2?[4?(1H?咪唑并[4,5?f][1,10]菲咯啉?2?基)苯基]乙烯基]?1H?苯并咪唑和4?[(1E)?2?[4?(1H?咪唑并[4,5?f][1,10]菲咯啉?2?基)苯基]乙烯基]吡啶。本發明所述的A?π?A'化合物具有雙光子吸收性能和雙光子藍色熒光性能，故進一步提供了式(Ⅰ)和式(Ⅱ)所示的A?π?A'化合物作為雙光子吸收和雙光子藍色熒光材料的應用。

(一)技術領域

本發明涉及兩種新的A-π-A'化合物(A和A'代表不同的電子受體，π代表共軛橋)、制備方法、以及其作為雙光子吸收和雙光子藍色熒光材料的應用。

(二)背景技術

由于普通光的光場能量密度有限，在其照射下，分子只能發生線性吸收，即吸收一個光子到達激發態，這個過程稱為單光子吸收；若隨后激發單線態的分子經過輻射躍遷，放出一個光子回落到穩定的基態，則這種輻射稱為單光子熒光。在該光物理過程中，物質的吸收與發射遵循Stark-Einstein定律。如果采用強激光作為激發光源，由于激光光頻電場強度已接近于物質原子內部電場強度，因而可引起物質的非線性極化響應。雙光子吸收則是一種三階非線性光學效應，指分子同時吸收兩個光子，經過一個虛中間態到達高能激發態的躍遷過程；若其隨后發生輻射躍遷，所產生的頻率上轉換熒光稱為雙光子熒光。

與單光子吸收和單光子熒光相比，雙光子吸收和雙光子熒光具備以下兩大特點：(1)單光子過程是短波激發長波發射，而雙光子過程則是長波激發短波發射，所用激發光波長紅移近一倍，通常位于700-1000nm，其光子能量遠遠低于單光子過程中紫外激發光的光子能量(波長通常為250-400nm)。因此，入射光的穿透性好，背景光干擾小，并且光損傷、光漂白、光毒性都較小。(2)在雙光子過程中，材料的電子躍遷幾率與入射光強度的平方成正比。因此，只有入射激光的峰值功率密度(光強)達到一定的閾值，才會有雙光子吸收現象。在激光束緊聚焦條件下，雙光子吸收效應局限于材料內部相當于入射波長立方的微小區域內，而在焦點以外的地方，入射光的峰值功率密度可控制在激發閾值以下，則不會有雙光子吸收，從而使材料的激發具有高度的空間選擇性。基于這兩大特點，雙光子吸收和雙光子熒光材料在熒光成像與顯微術、三維光信息存儲、三維微細加工、頻率上轉換激射、光限幅以及光動力學治療等諸多領域展現出良好的應用前景，成為當前國際上光電功能材料的研究熱點之一。

目前，雙光子吸收和雙光子熒光材料的發射波長主要集中在綠光-紅光區，而藍光發射材料報道較少。但是在生物系統的雙光子顯微與成像中，藍光發射材料對特定生物細胞分子的標記是必要的；而且，它可以減少生物體自發熒光的干擾，提高顯微與成像中的信噪比。因此，開發性能優越的雙光子吸收和雙光子藍色熒光材料非常有必要。

(三)發明內容

本發明的目的是提供兩種具有雙光子吸收性能和雙光子藍色熒光性能的A-π-A'化合物、制備方法、以及其作為雙光子吸收和雙光子藍色熒光材料的應用。

本發明采用的技術方案是：

A-π-A'化合物，其結構如式(Ⅰ)或式(Ⅱ)所示，式(Ⅰ)和式(Ⅱ)化合物的化學名稱分別為2-[(1E)-2-[4-(1H-咪唑并[4,5-f][1,10]菲咯啉-2-基)苯基]乙烯基]-1H-苯并咪唑和4-[(1E)-2-[4-(1H-咪唑并[4,5-f][1,10]菲咯啉-2-基)苯基]乙烯基]吡啶：

本發明提供了所述的A-π-A'化合物(Ⅰ)和(Ⅱ)的合成方法，包括如下步驟：

1,10-菲咯啉-5,6-二酮與式(Ⅲ)或式(Ⅳ)化合物發生縮合反應，制得相應的式(Ⅰ)或式(Ⅱ)所示的A-π-A'化合物；