CN108569992A - 一种多烯酮类化合物、其作为双荧光发射有机发光材料的应用及其制备方法 - Google Patents

一种多烯酮类化合物、其作为双荧光发射有机发光材料的应用及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种式Ⅰ所示的多烯酮类化合物。本发明通过多烯二酮桥键将两个氟代苯基吲哚功能基相连，形成了具有双荧光发射特性的多烯酮类有机发光材料，赋予了材料的固态红光发射特性、相容性和可加工性。该多烯酮类化合物作为双荧光发射类有机发光材料，在固态时具有良好的红光发射特性，本发明所提供的多烯酮类双荧光发射类有机发光材料可直接作为红色发光材料，用于发光器件、激光染料、防伪技术、转光材料、荧光敏感、生物医学分析等领域。

Description

一种多烯酮类化合物、其作为双荧光发射有机发光材料的应 用及其制备方法
技术领域：
本发明涉及有机发光材料技术领域，具体涉及一种多烯酮类化合物、其作为双荧光发射有机发光材料的应用及其制备方法。
背景技术：
有机发光材料广泛应用于有机发光器件、有机固体激光器、有机光伏电池、有机荧光传感器、生物荧光成像、转光材料等领域，其最为突出的特点就是能够将所吸收的各种形式的能量转变为光辐射。有机发光材料开发需要解决的关键问题之一就是如何改进有机材料的固态发射性能，因为多数情况下，尽管有机发光材料在稀溶液中显示出强的荧光，但在固态或聚集态时常常发生荧光猝灭，则仅有较弱的荧光或几乎不发光，从而限制了有机发光材料的应用。因此，迫切需要开发高效、价廉、波长可调、性能优异的固态荧光发射有机发光材料，以满足当前众多技术领域的需求。
有机共轭多烯化合物因其独特的电子结构和光电特性引起了人们的广泛关注，但现有技术中，这类化合物的合成路线复杂，条件要求严格，产物分离难度较大，成本较高，实用性差，较难于工业化推广生产，限制了其有效应用。
发明内容：
本发明的目的是提供一种多烯酮类化合物、其作为双荧光发射有机发光材料的应用及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案予以实现的：
本发明的一个目的是提出一种式Ⅰ所示的多烯酮类化合物：
本发明的另一个目的是提出上述多烯酮类化合物的制备方法，包括如下步骤：将2,3-丁二酮和3-(3-(4-氟苯基)-1-异丙基-1H-吲哚-2-基)丙烯醛按1:2.0～2.2的摩尔比溶于150mL的有机溶剂中，搅拌条件下加入0.5mL的哌啶，搅拌回流反应，反应完毕后冷却至室温，析出的固体物质经减压抽滤后，用无水乙醇洗涤后得到粗产品，粗产品以乙醇-丙酮混合溶剂重结晶后，得到目标化合物。
本发明通过多烯二酮桥键将两个氟代苯基吲哚功能基相连，形成了具有双荧光发射特性的多烯酮类有机发光材料，赋予了材料的固态红光发射特性、相容性和可加工性。本发明提出的制备方法，工艺简单，操作方便，所得发光材料稳定性好。本发明提供了一种固态红光发射和双荧光材料的新途径，可用于新型高效红光发光及白光发射材料的研发。
优选，所述的有机溶剂为无水甲醇或无水乙醇。
上述的多烯酮类化合物的合成路线如下：
将2,3-丁二酮(Ⅲ)和3-(3-(4-氟苯基)-1-异丙基-1H-吲哚-2-基)丙烯醛(Ⅱ)按1:2.0～2.2的摩尔比溶于150mL无水乙醇或无水甲醇中，然后在快速搅拌下加入0.5mL的哌啶，搅拌回流反应5～9小时，反应完毕后冷却至室温，析出固体物质，固体物质减压抽滤，用无水乙醇洗涤2次得到粗产品，粗产品以乙醇-丙酮混合溶剂(乙醇和丙酮的体积比为3:1)重结晶，得到棕色固体1,10-二(3-(4-氟苯基)-1-异丙基-1H-吲哚-2-基)-1,3,7,9-癸四烯-5,6-二酮(Ⅰ)。
本发明的第三个目的是提供了多烯酮类化合物作为双荧光发射有机发光材料的应用，特别是作为红色发光材料的应用。多烯酮类化合物用于发光器件、激光染料、防伪技术、转光材料、荧光敏感或生物医学分析领域。
优选，所述的转光材料为转光农膜。
本发明提出的多烯酮类化合物，在325nm激光激发下，呈现出双荧光发射特性，其发光光谱几乎覆盖整个可见区域，并在短波区域伴有肩峰结构。其双发射峰的发射波长分别是597nm和638nm，最大发射波长为638nm，因此，分子发射发出强的红色荧光。
本发明的第四个目的是提供了一种转光农膜，含有上述的多烯酮类化合物作为有效成分。多烯酮类化合物的固态红光发射的最大发射波长与植物光合作用吸收光相一致，匹配性好，因此，多烯酮类化合物也可作为转光材料应用于转光农膜的生产，能够有效改善光质。
本发明的有益效果如下：
1)本发明通过多烯二酮桥键将两个氟代苯基吲哚功能基相连，形成了具有双荧光发射特性的多烯酮类有机发光材料，该发光材料具有更为扩展的D-π-A-π-D型共轭体系，能够产生极为有效的分子内电荷转移，有利于增强有机材料的发光性能。
2)多烯酮类双荧光发射类有机发光材料分子中异丙基、氟代苯基等基团的存在，有效降低了分子的共平面性，增加了分子的空间位阻，使得整个分子发生扭曲，因此，能有效减少固态情况下分子间的相互作用，从而防止产生浓度猝灭，促进固态发光性能的提高。
3)多烯酮类双荧光发射类有机发光材料分子中具有强电负性的氟原子的引入，较大程度地改变了该化合物的物理化学性质及在生物体内的生理活性，有效提高了分子的脂溶性，使得化合物对膜、组织等具有更好的的穿透力,提高了含氟化合物在生物体中的吸收和传递速度。同时，还可改变分子的能级结构、聚集态结构或分子堆积形式，从而引起有机光电材料的发光性能和可加工性能的改变，使得化合物的应用性能得到大幅度提高。
4)本发明的多烯酮类双荧光发射类有机发光材料的固态红光发射的最大发射波长与植物光合作用吸收光相一致，匹配性好，因此，本发明的发光材料也可作为转光材料应用于转光农膜的生产，能够有效改善光质。
5)本发明提出的制备方法，工艺简单，操作方便，所得发光材料稳定性好，本发明提供了一种固态红光发射和双荧光材料的新途径，可用于新型高效红光发光及白光发射材料的研发。
附图说明：
图1是实施例1得到的多烯酮类化合物的固态发光光谱图。
具体实施方式：
下面结合实施例，对本发明的技术方案进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
实验仪器与型号：Bruker AVANCE-500核磁共振波谱仪；Horiba Jobin-YvonLabRam HR800激光拉曼光谱仪。
实施例1：1,10-二(3-(4-氟苯基)-1-异丙基-1H-吲哚-2-基)-1,3,7,9-癸四烯-5,6-二酮(I)的制备：
在干燥的250mL圆底烧瓶中，依次加入2,3-丁二酮(0.01mol)、3-(3-(4-氟苯基)-1-异丙基-1H-吲哚-2-基)丙烯醛(0.02mol)，以及无水甲醇(150mL)，然后在快速搅拌下向该溶液中加入哌啶(0.5mL)，搅拌回流反应9小时，反应完毕后冷却至室温，析出棕色固体物质，减压抽滤，用无水乙醇洗涤2次得到粗产品，粗产品以乙醇-丙酮混合溶剂(乙醇和丙酮的体积比为3:1)重结晶，真空干燥，得到棕色固体1,10-二(3-(4-氟苯基)-1-异丙基-1H-吲哚-2-基)-1,3,7,9-癸四烯-5,6-二酮。产率为18％。
所得产物经核磁共振氢谱、核磁共振碳谱，确定为目标产物。相关数据如下：
1H NMR(500MHz,CDCl3/TMS)δ:1.75(d,J＝7.0Hz,12H),4.93-4.99(m,2H),6.56(dd,J＝11.5,15.5Hz,2H),6.79(d,J＝15.0Hz,2H),7.12-7.32(m,10H),7.42-7.45(m,4H),7.54-7.61(m,6H).13C NMR(125MHz,CDCl3/TMS)δ:21.86,48.04,112.09,115.73,115.90,119.69,120.37,122.83,123.67,128.53,130.51,130.65,130.68,131.92,131.98,132.31,132.48,136.73,147.60,161.02,162.98,188.97.
实施例2：1,10-二(3-(4-氟苯基)-1-异丙基-1H-吲哚-2-基)-1,3,7,9-癸四烯-5,6-二酮(I)的制备：
在干燥的250mL圆底烧瓶中，依次加入2,3-丁二酮(0.01mol)、3-(3-(4-氟苯基)-1-异丙基-1H-吲哚-2-基)丙烯醛(0.022mol)，以及无水乙醇(150mL)，然后在快速搅拌下向该溶液中加入哌啶(0.5mL)，搅拌回流反应5小时，反应完毕后冷却至室温，析出棕色固体物质，减压抽滤，用无水甲醇洗涤2次得到粗产品，粗产品以乙醇-丙酮混合溶剂(乙醇和丙酮的体积比为3:1)重结晶，真空干燥，得到棕色固体1,10-二(3-(4-氟苯基)-1-异丙基-1H-吲哚-2-基)-1,3,7,9-癸四烯-5,6-二酮。产率为19％。
实施例3：固态发光性能测试
固态光致发光光谱用Horiba Jobin-Yvon LabRam HR800激光拉曼光谱仪测定，激发光源为325nm He–Cd激光器，将实施例1制备得到的多烯酮类化合物做固态发光性能测试，其测试结果见图1。
由图1可知，实施例1得到的多烯酮类化合物，在325nm激光激发下，呈现出双荧光发射特性，其发光光谱几乎覆盖整个可见区域，并在短波区域伴有肩峰结构。其双发射峰的发射波长分别是597nm和638nm，最大发射波长为638nm，因此，分子发射发出强的红色荧光。
上述结果说明，该多烯酮类化合物作为双荧光发射类有机发光材料，在固态时具有良好的红光发射特性，因此，本发明所提供的多烯酮双荧光发射类有机发光材料可直接作为红色发光材料，用于发光器件、激光染料、防伪技术、转光材料、荧光敏感、生物医学分析等领域。本发明的固态红光发射的最大发射波长与植物光合作用吸收光相一致，匹配性好，因此，本发明的红色发光材料也可作为转光材料应用于转光农膜的生产，能够有效改善光质。此外，本发明提供了一种固态红光发射和双荧光材料的新途径，可用于新型高效红光发光及白光发射材料的研发。

Claims (8)

1.一种式Ⅰ所示的多烯酮类化合物：
2.一种权利要求1所述的多烯酮类化合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将2,3-丁二酮和3-(3-(4-氟苯基)-1-异丙基-1H-吲哚-2-基)丙烯醛按1:2.0～2.2的摩尔比溶于150mL的有机溶剂中，搅拌条件下加入0.5mL的哌啶，搅拌回流反应，反应完毕后冷却至室温，析出的固体物质经减压抽滤后，用无水乙醇洗涤后得到粗产品，粗产品以乙醇-丙酮混合溶剂重结晶后，得到目标化合物。
3.根据权利要求2所述的多烯酮类化合物的制备方法，其特征在于，所述的有机溶剂为无水甲醇或无水乙醇。
4.权利要求1所述的多烯酮类化合物作为双荧光发射有机发光材料的应用。
5.根据权利要求4所述的多烯酮类化合物作为双荧光发射有机发光材料的应用，其特征在于，多烯酮类化合物作为红色发光材料的应用。
6.根据权利要求5所述的多烯酮类化合物作为双荧光发射有机发光材料的应用，其特征在于，用于发光器件、激光染料、防伪技术、转光材料、荧光敏感或生物医学分析领域。
7.根据权利要求6所述的多烯酮类化合物作为双荧光发射有机发光材料的应用，其特征在于，所述的转光材料为转光农膜。
8.一种转光农膜，其特征在于，含有权利要求1所述的多烯酮类化合物作为有效成分。
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