[发明专利]四苯基吡嗪小分子衍生物、四苯基吡嗪聚合物以及聚集诱导发光材料

说明书

技术领域

本发明属于有机/聚合物发光材料领域，尤其涉及一种基于四苯基吡嗪的具有聚集诱导发光性能的小分子以及聚合物的制备与性能。

背景技术

在传统的有机发光材料的研究中，有机分子的聚集荧光猝灭一直是亟待解决的难题。例如，在有机发光二极管(OLED)中，作为发光层的薄膜，其所含的有机分子本身就处于聚集态，传统分子的荧光浓度猝灭不可避免。尽管可通过掺杂和分子上引入大体积基团增加空间位阻等来避免聚集，但它带来的负面效应以及增加成本等问题也是不容忽视的。

2001年香港科技大学唐本忠教授报道了一类具有螺旋桨状结构的分子在溶液中不发光或者发光微弱，但是聚集后发光显著增强，这与传统的ACQ效应完全相反。唐等将这一新颖的光物理行为定义为“聚集诱导发光”(AIE)，聚集诱导发光这一现象使利用聚集来增强荧光成为可能。自此以后，AIE的研究蓬勃发展，现在已经成为光物理领域的一个新的研究方向。

目前，已经发展了一类以六苯基噻咯(HPS)和四苯基乙烯(TPE)为母核的AIE分子。这类分子在溶液状态不发射或只发射微弱的荧光，而在聚集状态下荧光发射强度大大增强，从根本上避免了浓度和聚集诱导的荧光猝灭的问题，因此在OLED，化学传感和生物检测等领域有着不可估量的应用前景(B.Z.Tang,et al.,Chem.Commun.,2001,1740；B.Z.Tang,et al.,Appl.Phys.Lett.,2007,91,011111-1；B.Z.Tang,et al.,Adv.Mater.,2014,26,5429；B.Liu and B.Z.Tang,et al.,Acc.Chem.Res.,2013,46,2441)。

HPS和TPE衍生物无疑推动了AIE材料的快速发展，但是它们本身面临的问题也是不容忽视的：(1)HPS合成步骤繁琐、条件苛刻，其结构容易在碱性条件下遭到破坏；(2)TPE中的内部双键容易在热或紫外线的作用下产生降解，其稳定性有需提升；(3)TPE中的双键结构是否对AIE(Z/E异构和分子内旋转受限)有贡献存在争议。因此，我们亟需开发一类具有合成简单，热和化学稳定性能好，机理明确等特点的AIE母核分子。

发明内容

本发明提供了一种四苯基吡嗪小分子衍生物、四苯基吡嗪聚合物以及聚集诱导发光材料，该四苯基吡嗪类聚集诱导发光材料具有AIE性能，同时具有合成简单，稳定性能好，机理明确，便于衍生等优点。

一种四苯基吡嗪小分子衍生物，结构如式(1)所示：

式(1)中，R₁、R₂、R₃和R₄独立地选自氢、烷氧基、取代或者未取代的芳基、卤素或者乙炔基；

所述芳基上的取代基为芳香胺基。

该四苯基吡嗪小分子衍生物溶解于良溶剂后，再加入不良溶剂，形成聚集体后荧光强度明显增强，表明该四苯基吡嗪小分子衍生物具有良好的聚集诱导发光效应，同时，由于合成简单，稳定性能好，机理明确，便于衍生。

作为优选，所述的烷氧基为C₁～C₅烷氧基，所述的芳基为苯基，所述的卤素为F、Cl或溴，所述的芳香氨基为二苯胺基。

作为优选，R₁＝R₄＝R₂＝R₃。此时，产物合成简单，能够得到单一产物，性能稳定。

作为优选，所述的四苯基吡嗪小分子衍生物包含如式(2A)和式(2B)所示的两种异构体：

式(2A)和式(2B)中，R₅≠R₆，选自烷氧基、取代或者未取代的芳基、卤素、乙炔基；所述芳基上的取代基为芳胺基。此时，该产物可以通过安息香衍生物的合环反应来制备，得到的产物为两种异构体的混合物，不需要进行分离，直接可以应用于聚集诱导发光材料领域。作为优选，所述的烷氧基为C₁～C₅烷氧基，所述的芳基为苯基，所述的卤素为F、Cl或溴，所述的芳香氨基为二苯胺基。

作为优选，R₁＝R₄,R₂＝R₃，各自独立地选自氢基、甲氧基、溴原子、乙炔基或如下所示的取代苯基：

其中，“～～～～”代表取代位置。