[发明专利]一种二苯乙烯衍生物ZE构型异构体和合成及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及有机合成技术领域，尤其涉及一种二苯乙烯衍生物Z/E构型异构体和合成及其应用。

背景技术

压（力）致荧光变色是指荧光颜色或/和强度等在外加机械力（摩擦、剪切等）或静压力作用下发生可逆变化的现象。静压力致荧光变色（Piezochromic fluorescence, PCF）材料因为其荧光在压力作用下能连续改变，在深海潜水器、飞行器风洞试验和超深探井等领域拥有很大的应用潜力，受到研究者的广泛关注(Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 3532)。目前报道的PCF分子主要有以下几例： Yamaguchi教授制备出“螺旋桨”型噻吩衍生物，晶体发出微弱黄色荧光（Φ_PL= 2%）。在3.2 GPa静压力作用下其荧光完全淬灭，相对于初始态光谱产生53 nm的红移(J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 10322)。吉林大学田文晶教授课题组设计、合成了高发光的蒽烯衍生物（Φ_PL= ~44%），在从1atm 到 7.9 GPa压力刺激下荧光光谱连续红移，∆λ_max增大至124 nm(Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 10782 –10785)。以及a所在课题组构筑的给-受体（D-A）“十”字交叉型二苯乙烯腈的衍生物，在10 MPa压力刺激下光谱红移了87 nm，其晶态粉末由亮绿色变为深红色。最近，吉林大学路萍教授报道D-A结构的比率荧光压力传感分子（发射波长随压力增大成比率关系红移），其在9.2 GPa压力下光谱红移155 nm，灵敏度为16.8 nm/GPa (Chem. Commun., 2016, 52, 3836)。

目前，虽然有机PCF材料在分子设计取得一定的进展，但是具有比率荧光性质的压力传感材料依然很少(CN103965865A; J. Mater. Chem. C, 2016, 4, 9954 )。顺反异构体分子都具有力致比率荧光变色性质，尚未实现。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明的第一个目的是以一步Knoevenagel缩合反应合成具有Z和E两种不同结构的同分异构体。

本发明的第二个目的是提供一种同分异构体结构均具有力致比率荧光变色性质的物质及其制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种二苯乙烯衍生物ZE构型异构体，其结构式如（I）和（II）所示：

。

所述的二苯乙烯衍生物在受力的情况下，由于分子构象转变引起荧光强度变化而呈现可逆力刺激响应荧光改变现象，即：在外力刺激下从一种荧光转变到多种荧光状态，且发射波长和力的强度呈线性关系，经外力刺激后的材料可恢复到未受力前的荧光状态。

具体的，所述的二苯乙烯衍生物在受到外界施加的压力作用后，在紫外灯下由未压前的亮黄绿色荧光变成受压后的暗红色荧光，具有对比度高，荧光颜色转变多的特点。

所述的二苯乙烯衍生物（I）和（II），在紫外灯下其荧光在撤销压力后可以由较暗的红色恢复到原始状态下的亮黄绿色。

本发明还提供了一种可同时得到式（I）与（II）所示的二苯乙烯衍生物的制备方法，所述的制备方法为：用式（III）所示的二苯乙烯类中间体再与式 （IV）所示的对三氟甲基苯甲醛经Knoevenagel缩合反应生成式（I）所示的二苯乙烯衍生物；

具体的，一种式（I）与式（II）所示的三苯胺衍生物的制备方法，所述制备方法按如下步骤进行：溶剂色谱乙醇中，将式（III）所示二苯乙烯类中间体和式（IV）所示对三氟甲基苯甲醛在甲醇钠的催化作用下，于室温反应3-5h，反应体系中固体析出，过滤，滤饼洗涤、干燥后，同时得到式（I）及式（II）所示二苯乙烯衍生物；

优选的，所述的式（III）二苯乙烯类中间体和式（IV）所示对三氟甲基苯甲醛的投料物质的量之比为（0.6-1.5）：1。

优选的，所述甲醇钠与式（III）所示二苯乙烯类中间体的投料物质的量比为1：（5-15）。

优选的，所述溶剂色谱乙醇的体积用量以三苯胺类中间体的质量计为25-45mL/g。