一类主客体磷光复合物及其制备与应用

    专利查询2026-08-24  8


    本发明属于一类芳香溴链、铵盐化合物的合成以及铵盐掺杂聚合物磷光材料的制备及其在可折叠柔性磷光材料及信息加密方面的应用。


    背景技术:

    1、与无机磷光材料相比,有机磷光材料易于修饰和调整、低毒性、价格低廉,这使得有机室温磷光 (rtp)材料的发展成为一个研究热点。目前,纯有机超长室温磷光材料已广泛应用于信息储存和加密、生物成像、发光器件、传感等领域。而实现有机超长室温磷光的一般办法是促进系间窜越(isc)并抑制三重态激子的非辐射弛豫,从而提高磷光寿命。而一般的有机发光体都是脂溶性的,极大地限制了在水溶液中的应用,因此开发水溶性的可通用磷光体是非常必要的。


    技术实现思路

    1、本发明目的是针对普通磷光体水溶性差的问题,开发一种能够通过改变发光核心来调整发光颜色和寿命的通用方法。该方法通过采用4,4’-二羟基联苯和二溴丙烷等反应物回流提纯得到的溴链产物与三甲胺反应得到铵盐,将铵盐掺杂到pva中即可获得简单的磷光聚合物,并通过改变发光核心来调节发光颜色和寿命,在信息加密、防伪和光电器件等领域有广阔的应用前景。

    2、为实现上述目的,本发明公开了如下的技术方案:

    3、一类芳香阳离子铵盐化合物,其特征在于包括如下结构:

    4、(1)一类带有溴链的芳香化合物;

    5、(2)一类芳香阳离子铵盐化合物:

    6、

    7、其中:

    8、(1)一类带有溴链的芳香化合物的合成方法,其特征在于:

    9、将4,4-二羟基三联苯溶于乙腈或丙酮、n,n-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、甲醇、乙醇等可溶性溶剂中,加入1,3-二溴丙烷和碱、碳酸钠、碳酸钾或碳酸铯,加热回流提纯得到带有溴链的芳香化合物。

    10、一类芳香阳离子铵盐化合物,其特征在于具有如下结构:

    11、

    12、(2)一类芳香铵盐化合物的合成方法,其特征在于:

    13、将所述的溴链化合物溶于乙腈或丙酮、n,n-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、甲醇或乙醇可溶性溶剂,加入三甲胺溶液,加热45℃以上反应,反应12-24小时可以得到产物。

    14、本发明进一步公开了一类芳香铵盐化合与聚合物pva制备的磷光聚合物。其制备方法在于:先将聚合物pva用适量水溶解,加热100℃搅拌2小时,使之完全溶解,然后将芳香铵盐化合物用少量水或甲醇、乙醇溶解,加到搅拌好的聚合物pva水溶液中,混合均匀,超声,除气泡,铺到玻璃板上,烘干得到磷光聚合物。

    15、本发明更进一步公开了一类芳香铵盐化合物与葫芦脲、环糊精制备的复合物,其特征在于:按比例称取铵盐化合物和葫芦脲或者环糊精,称好的固体加水研磨,再加少量水溶解,得到复合物的水溶液。也可以将称好的固体直接加水超声至少半个小时,得到复合物的水溶液。同时也包括一类芳香铵盐化合物与葫芦脲、环糊精制备的复合物与聚合物pva制备的磷光聚合物。

    16、本发明同时也公开了一类芳香铵盐化合物及复合物与聚合物pva制备磷光聚合物在用于制备可折叠柔性磷光材料及信息加密方面的应用。用n-1掺杂薄膜做花茎和叶(余辉最长),然后用n-5掺杂薄膜做花瓣(余辉其次),n-2掺杂薄膜做花心(余辉最短)。实验结果显示:254 nm激发下显示“花”的图案,而在撤去紫外灯激发后,1 s内,图案显示为“花瓣”和“叶”,3 s后只显示长余辉的“花茎”和“叶”的图案。

    17、一类带有溴链的芳香化合物,其特征在于具有如下结构:

    18、

    19、溴链产物的合成方法如下:

    20、将4,4’-二羟基原料与二溴丙烷溶于丙酮或者乙腈中,再加入碳酸钾,搅拌回流过夜。反应结束后,先抽滤除掉碳酸钾,并用二氯甲烷洗涤滤渣三次,滤液收集到一起浓缩。最后会有二溴丙烷旋不干,加入少量石油醚,析出固体,离心,固体即为粗产物,重结晶或者柱层析得到纯产物。

    21、br-3氢谱:1h nmr (400 mhz, cdcl3) δ 7.61 (s, 4h), 7.57 (d,  j = 8.4 hz,4h), 7.00 (d,  j = 8.8 hz, 4h), 4.16 (t,  j = 6 hz ,4h), 3.64 (t,  j = 6.4 hz,4h), 2.45 – 2.27 (m, 4h).质谱:m/z=504.0133

    22、br-2氢谱:1h nmr (400 mhz, cdcl3) δ 7.92 (d,  j = 8.4 hz, 4h), 7.73 (s,2h), 7.09 (d,  j = 8.8 hz, 4h), 4.21 (t,  j = 5.6 hz, 4h), 3.65 (t,  j = 6.4 hz,4h), 2.43 – 2.32 (m, 4h).质谱:[m+h]+=560.9849

    23、先将1,3-二丙醇与对甲苯磺酰氯反应生成ots产物,将ots产物与2,2,4,4-四羟基联苯和碳酸钾等反应,柱层析提纯得到oh产物,oh产物与三苯基膦和四溴化碳反应并柱层析提纯得到溴链产物。

    24、br-1核磁氢谱数据:1h nmr (400 mhz, cdcl3) δ 7.12 (d,  j = 8.8 hz, 2h),6.56 – 6.52 (m, 4h), 4.14 (t,  j = 5.6 hz, 4h), 4.02 (t,  j = 6 hz, 4h), 3.64(t,  j = 6.4 hz, 4h), 3.38 (t,  j = 6.4 hz, 4h), 2.38 – 2.31 (m, 4h), 2.19 –2.12 (m, 4h).质谱:m/z=701.8826

    25、一类芳香阳离子铵盐化合物,其特征在于具有如下结构:

    26、

    27、铵盐产物的合成方法如下:

    28、将得到的纯的溴链产物用乙腈或者丙酮溶解,加入三甲胺溶液加热反应24h左右,反应完成后,旋干反应液,重结晶得到纯产物。

    29、n-1氢谱:1h nmr (400 mhz, d2o) δ 7.62 (d,  j = 8.8 hz, 4h), 7.10 (d,  j =8.8 hz, 4h), 4.21 (t,  j = 5.6 hz, 4h), 3.61 – 3.50 (m, 4h), 2.36 – 2.23 (m,4h).质谱:[m-br]+=465.2107

    30、n-2氢谱:1h nmr (400 mhz, cd3od) δ 8.01 (d,  j = 8.8 hz, 4h), 7.83 (s,2h), 7.13 (d,  j = 8.8 hz, 4h), 4.23 (t,  j = 5.6 hz, 4h), 3.68 – 3.60 (m, 4h),3.23 (s, 4h), 2.42 – 2.31 (m, 4h).质谱:[m-2br]2+=260.1421

    31、n-3氢谱:1h nmr (400 mhz, dmso) δ 7.12 (d,  j = 8.4 hz, 2h), 6.69 –6.60 (m, 4h), 4.08 (t,  j = 5.6 hz, 4h), 3.99 (t,  j = 5.6 hz, 4h), 3.58 – 3.50(m, 4h), 3.32 – 3.25 (m, 4h), 3.14 (s, 18h), 3.03 (s, 18h), 2.25 – 2.14 (m,4h), 2.08 – 1.97 (m, 4h).质谱:[m-br]+=859.2555

    32、n-4氢谱:1h nmr (400 mhz, cd3od) δ7.63 (s, 4h) 7.61 (d,  j = 8.8 hz,4h), 7.04 (d,  j = 8.8 hz , 4h), 4.18 (t,  j = 5.6 hz , 4h), 3.66–3.59 (m, 4h),3.22 (s, 18h), 2.38–2.29 (m, 4h).质谱:[m-br]+=541.2429

    33、n-5氢谱:1h nmr (400 mhz, cd3od) δ 7.70 (d,  j = 8.8 hz, 2h), 7.25 (s,2h), 7.14 (d,  j = 8.8 hz, 2h), 4.22 (t,  j = 5.6 hz, 4h), 3.70 – 3.61 (m, 4h),3.22 (s, 18h), 2.40 – 2.30 (m, 4h).质谱:[m-br]+=439.1958

    34、联苯铵盐与葫芦脲或环糊精复合物的制备:

    35、按比例称取铵盐化合物和葫芦脲或者环糊精,称好的固体可以先研磨,加两滴水研干,再加两滴水研干,加少量水溶解,得到复合物的水溶液。也可以将称好的固体直接加水超声至少半个小时,促进主客体作用,得到复合物的水溶液。


    技术特征:

    1.一类芳香阳离子铵盐化合物,其特征在于包括如下结构:

    2.权利要求1所述一类芳香阳离子铵盐化合物与聚合物pva制备的磷光聚合物。

    3.权利要求2所述一类芳香阳离子铵盐化合物与聚合物pva制备磷光聚合物的制备方法,其特征在于:先将聚合物pva用适量水溶解,加热100℃搅拌2小时,使之完全溶解,然后将芳香铵盐化合物用少量水或甲醇、乙醇溶解,加到搅拌好的聚合物pva水溶液中,混合均匀,超声,除气泡,铺到玻璃板上,烘干得到磷光聚合物。

    4.权利要求1所述一类芳香阳离子铵盐化合物与聚合物pva制备的磷光聚合物与葫芦脲、环糊精制备的复合物,其特征在于:按比例称取铵盐化合物和葫芦脲或者环糊精,称好的固体加水研磨,再加少量水溶解,得到复合物的水溶液;或将称好的固体直接加水超声至少半个小时,得到复合物的水溶液。

    5.权利要求4所述一类芳香阳离子铵盐化合物与聚合物pva制备的磷光聚合物与葫芦脲、环糊精制备的复合物与聚合物pva制备的磷光聚合物。

    6.权利要求1所述一类芳香铵盐化合物及复合物与聚合物pva制备磷光聚合物在可折叠柔性磷光材料及信息加密方面的应用。


    技术总结
    本发明公开了一类芳香铵盐磷光化合物及其制备与应用。它主要是将芳香铵盐磷光化合物掺杂到聚乙烯醇(PVA)中,进而极大提升其磷光寿命和量子产率,同时在加入葫芦脲[7] (CB[7])或者β‑环糊精(β‑CD)后进一步提高磷光寿命和量子产率。本发明的优点是:聚乙烯醇(PVA)和大环(CB[7]或β‑CD)可商业购得,磷光聚合物的制备简便高效且通用,磷光性能好,可以解决磷光材料的大范围制备问题,在光电器件、信息加密与防伪等领域具有广阔的应用前景。

    技术研发人员:张治元,申晨晨,张悦怡,李春举
    受保护的技术使用者:天津师范大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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