[发明专利]具有溶致变色和发光性质的“λ”型含溴苯并[b]芴酮化合物

说明书

本发明涉及一类“λ”型含溴苯并芴酮衍生物，其分子内的羰基与所含的碳‑溴单键空间指向一致，且处于接近平行的位置；在不同溶剂中，其溶液可呈现出深浅不一的颜色；在不同的激发光作用下，这些不同溶剂的溶液可表现出不同的荧光发射波长，具有较大的斯托克斯位移，同时在固态下也可以发光。并提供了其制备方法，以双溴代苯并芳基芴酮为起始原料，与相应的对胺基苯硼酸或硼酸酯进行铃木偶联反应(Suzuki Coupling)，得到目标化合物。该类化合物合成简单，是一类具有显著溶致变色性质的优良发光材料，在许多领域(如电致发光器件、发光传感器、智能响应型材料或生物医学成像等)将具有非常广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及功能型有机染料，具体涉及一类“λ”型含溴苯并芴酮衍生物，在这类分子中，分子内的羰基与所含的碳-溴单键空间指向一致，且处于接近平行的位置，并且单分子的整体空间结构类似于希腊字母λ。

背景技术

功能型有机染料由于具备可方便调节的分子结构，优良的加工性能，在目前的信息技术时代受到越来越多研究者的重视，特别是在多尺寸、多功能智能显示终端领域及生物医学、分子生物学、环境学等研究领域。在这些各具特点和功能的有机材料中，具有溶致变色性质的有机功能分子成为其中较为特殊的一类材料。“溶致变色”现象是指同种溶质分子在不同溶剂当中，由于溶质-溶剂间的偶极-偶极相互作用，使溶质的结构发生一定程度的改变，分子内电荷转移程度受到不同程度的调节，进而呈现出不同的颜色，并且还有可能发出不同强度和不同颜色光的现象。这些具有溶质变色性质的分子，往往具有典型的分子内给-受体结构，具有一定程度的偶极矩，其溶液所表现的颜色和发光与其所处环境的极性密切相关。而在自然环境和各种生物体内，不同区域的极性很可能有较大的差别，因此溶致变色材料被广泛应用于检测由于各类微环境变化而产生的信号改变，特别是在生物医学探针、指示剂、细胞成像等方面，是功能型有机染料分子的一个重要研究方向。

但是，这类分子也存在量子产率不够高，斯托克斯位移不够大，色域跨度不够高等问题，将影响实际应用当中的灵敏度与可视化程度。同时兼具固态发光的材料也较少。因此研制易于制备、斯托克斯位移大、荧光量子产率高的新结构、多功能溶致变色发光材料就成为本发明要解决的技术问题。

本发明通过简单的合成步骤、便捷的操作方法，将双溴代苯并芳基芴酮与对胺基苯或取代胺基苯的硼酸和硼酸酯进行偶联，定向的富电子芳胺类取代基接入原料中远离羰基的一端，得到一类具有希腊字母“λ”空间结构的含溴苯并[b]芴酮衍生物，是一类新型的具有溶致变色性质的发光材料。

以这种将富电子芳胺类基团，通过碳-碳单键与苯并[b]芴酮母核相连的设计策略，利用芳胺类基团上氮原子所连基团调节给体的电荷密度，这样在不同的溶剂体系中，通过溶剂-溶质间的偶极-偶极相互作用，实现溶质的分子内电荷转移程度的调节，进而对材料发光效率、发射波长的作出进一步改善。另外，由于给体中氮原子对质子氢的接受能力，也使得该材料对质子具有一定程度的响应能力。这类化合物的特殊“λ”型空间结构，使得其在溶液中发光以外，在固态下也具有一定的发光性能，有望得到多状态发光(多功能)的新型发光材料。在智能显示终端、电子信息材料、生物医学、环境检测与治理等方面均具有潜在的应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一类“λ”型含溴苯并芴酮衍生物，这类化合物在不同溶剂的溶液中可呈现出深浅不一的颜色；在不同的激发光作用下，这些溶液还能发出不同颜色的荧光，最大斯托克斯位移值可超过180nm，同时在固态也具有荧光发射，是一类优良的、具有溶致变色性质的发光材料。

本发明的另一目的在于提供这类“λ”型含溴苯并芴酮衍生物的制备方法。

本发明的另一目的在于提供这类“λ”型含溴苯并芴酮衍生物的应用方法。

本发明所涉及的“λ”型含溴苯并芴酮衍生物，具有式I所示化合物的结构特征：分子内的羰基与所含的碳-溴单键空间指向一致，且处于接近平行的位置，同时单个分子的整体空间结构类似于希腊字母“λ”：