[发明专利]具有聚集诱导发光性质的1，2，5-三苯基取代吡咯衍生物及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及具有聚集诱导发光性质的化合物，具体地说，涉及具有聚集诱导发光性质的三苯基取代吡咯衍生物，及其制备方法和用途。

背景技术

有机发光化合物由于其在发光二极管(LED)，特异性分子识别与跟踪，光化学传感器等等许多领域里的巨大应用，半世纪以来，一直是科研工作者的研究热点。在实际应用中，有机发光化合物不可避免会以各种聚集态的形式成膜、组装、甚至加工成型。而聚集时强烈的分子间相互作用会引发分子的非辐射去活过程，从而导致绝大多数有机发光化合物的荧光变弱，甚至完全淬灭，即聚集淬灭效应(ACQ)，这就极大地限制了有机发光化合物的应用。

长期以来，国内外科研工作者做了大量的工作避免或者限制有机发光化合物的聚集。比如在化合物中引入长支链(J.Phys.Chem.B 2007，111，5082-5089)，或大空间位阻的环状或支化的侧基(J.Am.Chem.Soc.2001，123，946-953)等等；或者将发光化合物分散在诸如聚甲基丙烯酸甲酯一类的透明基底中。但是分子的聚集，作为一个自然过程，即使分散在各类基底中，有机发光化合物总会发生或快或慢的物理迁移进而聚集到一起使荧光淬灭；而引入的支链和侧基又会使得化合物的共轭结构扭曲甚至破坏，从而大大降低了发光效率。

2001年，香港科技大学唐本忠教授设计并合成了一类芳基取代的噻咯衍生物-六苯基噻咯(Chem.Commun.2001，1740-1741)，这类化合物的荧光性能与以往有机发光化合物不同，在其良溶剂(乙腈，四氢呋喃等)中荧光很弱或者完全检测不到荧光，然而加入水使其沉淀聚集后，荧光强度会有极大的增强，即使在结晶或成膜时也是如此，其聚集态荧光强度和荧光量子产率都比其在溶解状态下高出几百倍甚至更高。为此唐本忠研究小组将此反常现象定义为“聚集诱导发光(AIE)”现象，并提出了被广泛接受的“分子内旋转受限”机理：溶液中此类化合物由于其外围六个苯环的自由内旋转吸收了π电子跃迁的能量从而导致其荧光效率降低；而聚集以后，由于此类化合物分子间的相互作用，使得芳基取代基团的自由旋转受到限制，降低了非辐射衰退的损耗，从而大大增加了其荧光效率。

这项成果为新型发光分子的设计与研发开辟新的天地。自2001年以来，国内外科研人员先后研发了四苯基乙烯及其衍生物(Appl.Phys.Lett.2007，91，011111)，芳基噻吩衍生物(Polym.Int.2005，54，679-685)，二苯乙烯基蒽及其衍生物(J.Phys.Chem.C 2009，113，9892-9899)等等聚集诱导发光的分子体系。

聚集诱导发光的特性使得这类分子在有机发光二极管领域具有极大的潜在应用。此外，科研工作者还尝试开发了AIE分子的很多其他应用，包括对爆炸物的荧光检测(J.Phys.Chem.B 2005，109，10061-10066)，对蛋白质的特异性识别(Chem.Asian J.2010，5，817-824)，对pH值的敏感相应(Langmuir 2010，26，6838-6844)等等。

但是目前现有技术文献中还没有关于以三芳香取代吡咯为构筑单元的聚集诱导发光化合物的报道。

发明内容

本发明提供了一类新型的含羧酸根或羧酸酯基团的具有聚集诱导发光特性的三苯基吡咯衍生物，通过分子设计引入羧酸或羧酸酯功能基团，一方面改变了分子间的相互作用从而影响了化合物的聚集态和荧光效率；另一方面为后期的化学修饰带来便利条件。

根据本发明的一个方面，提供了通式(I)代表的具有聚集诱导发光特性的三苯基吡咯衍生物：

其中R₁代表H、酯基或羧酸根基团；R₂代表H或羧酸根基团，前提是R₁和R₂不同时为H。

根据本发明的另一个方面，提供了具有聚集诱导发光特性的三苯基吡咯衍生物的制备方法，包括通过如下的合成路线而制备三苯基吡咯衍生物：

路线1：

路线2：

根据本发明的再一个方面，提供了三苯基取代的吡咯衍生物的用途，其可用于有机发光二极管、化学检测、生物检测等领域。

本发明的三苯基吡咯衍生物具有聚集诱导发光的特性，在聚集态下发光效率较高。而且水溶性衍生物使得其在使用过程中大大降低了对环境的污染。本发明的三苯基吡咯衍生物的制备方法简便，易于纯化，产品在有机发光二极管、化学检测、生物检测等方面具有很好的应用前景。

附图说明

图1是本发明制备的化合物2的核磁共振谱图；