[發明專利]一種環境敏感染料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201811586712.0
• 申請日: 2018-12-25
• 公開（公告）號: CN109705147B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 徐云祥;曹健
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C07D517/04
• 分類號: C07D517/04;C09B57/00;C09K9/02;G01N21/64
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 劉文娟

本發明涉及熒光材料技術領域，特別是涉及一種具有環境敏感的熒光材料。本發明提供一種環境敏感染料，所述環境敏感染料的結構式如式I所示，式I中，A₁和A₂為含有具有供電子性質基團的物質；R₁、R₂、R₃和R₄選自以下基團：烷基、取代苯環或取代噻吩環。本發明所得環境敏感染料分子具備在溶液態和聚集態都對微環境具有敏感性的優點，此外在溶液態時，在用作極性敏感染料時，其在不同溶劑中均具有較高的熒光量子產率。

技術領域

本發明涉及熒光材料技術領域，特別是涉及一種具有環境敏感的熒光材料。

背景技術

環境敏感的染料能夠改變發光顏色或強度響應環境的變化，如極性，pH和粘度等(也稱為溶致變色染料)。這個特性使它們廣泛用于熒光探針、化學傳感器、微環境變化檢測、生物成像、分子開關和相分離可視化等領域。

環境敏感染料分子主要通過形成分子內電荷轉移狀態來實現。當染料被光激發后，電荷從供體轉移到受體基團，產生具有高偶極矩的激發態。然后，激發態通過與溶劑偶極子的相互作用而松弛，因此其熒光峰在極性溶劑中發生紅移，對應的顏色向紅光方向移動。一般來說，環境敏感染料的要求是：(1)具有大的斯托克斯移位以避免自吸收效應；(2)隨著環境的變化，其熒光顏色發生劇烈變化；(3)在不同環境均具有高的光致發光量子產率。通常具有扭曲電荷轉移態和平面電荷轉移態的分子常被用于環境敏感染料。具有扭曲電荷轉移態的分子具有大的斯托克斯位移和劇烈的顏色變化，但在不同環境中的量子產率有很大的差異。例如在極性溶劑中，其量子產率會大幅度衰減，甚至熒光消失。相反的，具有平面電荷轉移態的分子在不同環境均具有較高的量子產率，但其顏色變化不夠明顯。

另外，環境敏感的染料分子通常具有共軛的芳環。此類分子在聚集態時會產生強的分子間π-π堆積相互作用，導致其熒光發生淬滅，無法應用于諸如固體環境檢測和相結構可視化等領域。因此，研發出同時具有溶液和聚集態環境敏感的熒光染料分子是具有廣泛的應用前景。

發明內容

針對上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種新的環境敏感染料分子，其具備在溶液態和聚集態都對微環境具有敏感性的優點，此外在溶液態時，在用作極性敏感染料時，其在不同溶劑中均具有較高的熒光量子產率。

本發明的技術方案：

本發明要解決的第一個技術問題是提供一種環境敏感染料(溶劑致變色染料)，其結構式如式I所示：

其中，A₁和A₂為含有具有供電子性質基團的物質；R₁、R₂、R₃和R₄彼此獨立地相同或不同的選自以下基團：烷基、取代苯環或取代噻吩環。

進一步，式I中，A₁和A₂為芳香環或者取代芳香環；更進一步，所述芳香環為硒吩、苯、噻吩、呋喃、并噻吩、苯并噻吩、苯并二噻吩、萘或蒽；所述取代芳香環上的取代基為-F、-Cl、-Br、-I、-R、-OR、-SR、-NH₂、-NHR或-NRR′中的至少一種，其中，R和R′選自碳原子數目為1～20的烷基直鏈或者烷基支鏈。

更進一步，A₁為2-溴硒吩，A₂為苯環。

更進一步，R₁、R₂、R₃和R₄均選取對己基苯合成化合物或對甲基苯合成化合物。