[發明專利]一種超高壓條件下熒光變色共晶材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201810878899.5
• 申請日: 2018-08-03
• 公開（公告）號: CN109020805B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 閆東鵬;路博
• 申請（專利權）人: 北京師范大學
• 主分類號: C07C51/43
• 分類號: C07C51/43;C07C65/03;C07C253/34;C07C255/50;C09K9/02
• 代理公司: 北京太兆天元知識產權代理有限責任公司 11108
• 代理人: 梁青紅

本發明公開了屬于分子固態發光材料領域的一種超高壓條件下熒光變色共晶材料及其制備方法。本發明通過選取多種多氟取代的有機小分子作為共組裝單元，采用溶劑輔助研磨法、溶劑揮發法、超聲合成等多種方法制備新型的多組元分子共結晶化合物。氰基取代對苯撐乙烯型分子與共組裝的小分子之間通過多重氫鍵、π?π作用力等非共價作用力相互識別形成有序結構的超分子結構，改變了原氰基取代對苯撐乙烯型分子的自堆積分子構型、空間排列，進而對其光物理學性質起到了一定的調變效果。本發明制得的新型共晶在超高壓條件下可產生不同的熒光變色行為，是首例在超高壓條件下具有熒光變色的共晶體系。在新型光學傳感器和壓力敏感材料等領域具有應用前景。

技術領域

本發明屬于分子固體發光材料技術領域，特別涉及一種超高壓條件下熒光變色共晶材料及其制備方法。

背景技術

高壓化學是指在高壓力的環境條件下研究物質的組成、性質、結構與變化規律的一門交叉科學。在超高壓的極端條件下，許多被人們所熟知物質的結構和性質會發生巨大的變化。例如，2013年張葳葳等報道了氯化鈉晶體在高壓條件下存在多種晶型，通過實驗得到的晶體中鈉離子和氯離子的化學計量比為1:3或者3:1，而非人們所熟悉的在常壓條件下的1:1。高壓條件的原位測試是揭示物質組成、物相轉變以及化學鍵本質的一條有效的途徑。近些年來，單一組分的有機分子材料在高壓極端條件下的壓致熒光變色研究取得了一定的進展和突破。然而，對于多元組分有機超分子體系在高壓條件下的自組裝行為和堆積聚集機理的研究仍然是一個空白，其應用也是一個挑戰。

分子共晶材料一般認為是由兩種或兩種以上有機分子按照一定化學計量比在分子間非共價鍵力作用下形成的一類晶態材料。基于超分子合成子的選擇多樣性，不同組元分子之間的非共價作用方式具有可調性，從而對分子本身的構型、分子聚集體的堆積形式和空間排布取向產生調控，最終實現對生色團分子的光學性質起到有效調變的效果，甚至還可以獲得各單獨組分不具有的特殊光學性能。

氰基取代對苯撐乙烯是一類典型的熒光材料，由于其具有較大的π共軛程度，電子離域比較容易，具有較高的量子產率，因而在有機光電子領域備受矚目。但是，對苯撐乙烯類型的化合物的發光性質不僅取決于單分子自身的性質，在其聚集體中通常還會受到分子構型、分子堆積和排列、聚集體粒徑尺寸等因素的影響，因而其固態的熒光顏色會存在一定的不可預測性。因此，如何合理地通過控制有機分子固體內在的相互作用方式以及堆積排列模式，進而實現調控其光學性能是有機固態發光材料領域的重要挑戰之一。

本發明基于超分子化學和晶體工程的思想，將氰基取代對苯撐乙烯型化合物選為制備光功能超分子晶體的主體分子，通過引入不同的有機小分子作為共組裝的客體分子。兩種分子之間通過多重氫鍵、π-π作用力等非共價鍵作用實現相互識別，從而在一定程度上對主體分子的空間排列結構實現可控調變，這大大拓寬了該主體生色團分子形成晶態材料的設計空間和制備范圍。利用溶劑輔助研磨、超聲加熱輔助溶解、溶劑揮發等技術，制備了兩種基于氰基取代對苯撐乙烯的共晶材料。相較于單純的主體化合物，兩種共晶化合物表現出光物理學性質(包括：熒光顏色、熒光壽命、量子產率等)可調的特點，特別是在極端高壓條件下、堿性蒸汽熏蒸等條件下表現出熒光刺激響應的特性，為發展基于此類固態化合物的新型光學傳感器和熒光防偽材料提供了理論前提和應用依據。

發明內容

本發明的目的在于提供一種超高壓條件下具有熒光變色特性的對苯撐乙烯型多組份分子晶態材料及其制備方法，以實現不同靜壓下的材料熒光發射調變，為發展新型的有機壓致熒光變色晶態材料的設計合成提供新的思路和可行性解決方案。