[發明專利]一類新型光刺激響應型苯乙烯類化合物及其制備與應用

有效

• 申請號: 202011277118.0
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112358438B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 張寅;蘭怡萍;王俊;趙強;劉淑娟;黃維
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: C07D213/06
• 分類號: C07D213/06;C07D213/127;C07F15/00;C09K11/06;G01N21/31
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 王素琴

本發明公開了一類新型光刺激響應型苯乙烯類化合物及其制備與應用，利用苯乙烯結構單元在有氧和無氧環境下對光刺激呈現不同的響應性能的特性，構建了一種新型光刺激響應型材料，可實現對氧氣存在與否的特異性響應；將本發明公開的苯乙烯類化合物與磷光銥配合物結合，利用其豐富的電荷轉移方式，可使得響應信號能直接被肉眼識別。相對于現有技術而言，本發明公開的合成方法簡單、材料響應靈敏、響應信號能直接被肉眼識別，為擴展刺激響應型材料提供了新的思路。

技術領域：

本發明屬于有機光電材料技術領域，具體涉及一類新型苯乙烯類化合物的制備及其在光刺激響應方面的應用。

背景技術：

刺激響應型材料是指一類能在外界的物理化學刺激下改變其自身物理或化學性質的材料，刺激因素包括光、電、力、溫度、化學物質等。當外界刺激作用于刺激響應型材料時，材料本身的電子結構會特異性地產生變化，且這種變化能被人肉眼或現代分析儀器所感知。刺激響應型材料在智能光伏窗、信息顯示及加密、生物傳感及成像和智能生物功能材料等方面都得到了廣泛應用，具有良好的市場應用前景。

在眾多刺激因子中，光刺激具有相對無創、易于操控、精確可調等優點。由一定波長的光照射化合物A，化合物A產生特定的結構變化生成化合物B，響應過程具有明顯的光物理或光化學性質的改變，此類化合物A材料為光刺激響應型材料。目前研究較為廣泛的光刺激響應型材料有二噻吩乙烯(DTEs)、螺吡喃(SPs)、偶氮苯(AZB)等；苯乙烯類化合物包含能進行順-反異構化的乙烯基單元，在一定刺激下會產生兩種結構不同的異構體，且響應性靈敏，具有作為新型刺激響應型材料的研究前景，并且其順-反異構化是通過三線態反應發生的，受氧氣猝滅作用的影響，氧氣的存在會影響產生環化產物的種類，因此，對氧氣特異性響應是其潛在的研究特性。

過渡金屬銥配合物具有良好光物理性質，利用磷光銥配合物構建刺激響應型材料具有巨大優勢，一方面由于銥配合物具有豐富的電子躍遷態，如金屬到配體的電荷轉移(MLCT)、配體到金屬中心的電荷轉移(LMCT)、配體到配體的電荷轉移(LLCT)和配體內部的電荷轉移(ILCT)等，這些激發態的性質一般取決于金屬中心元素的化學結構和配體的三重態能級、配合物的化學環境和分子間的相互作用，當外界施加刺激，會引起激發態的改變，從而影響一系列配合物光物理性質的改變。而另一方面，銥配合物具有量子產率高、激發態壽命長、斯托克斯位移大、光穩定性強、發光顏色易于調控等特性，有利于靈敏檢測材料受刺激后光物理性質發生的變化。如將過渡金屬銥引入到苯乙烯類化合物上，增加自旋軌道耦合作用，將實現磷光的產生，進一步擴展材料的應用范圍。

發明內容：

本發明的目的在于提供了一種新型光刺激響應型苯乙烯類化合物及其制備方法與應用，在一定波段的光刺激下，該材料能對溶液中是否存在氧氣發生特異性響應；引入過渡金屬銥后，在一定波段的光刺激下，更能實現磷光的產生。

本發明的技術解決方案為：一類新型光刺激響應型苯乙烯類化合物，其特征在于，該類化合物通過Suzuki偶聯反應合成，在光刺激下，有氧和無氧的溶液環境中呈現出不同的光物理性質，該化合物的結構通式為：

其中，Ar₁為下列芳香族小分子中的任意一種：

Ar₂為下列芳香族小分子中的任意一種：

其中，R為氫原子、甲基、甲氧基或三氟甲基。

上述新型光刺激響應型苯乙烯類化合物的合成路線為：