[发明专利]带有主客体识别基团的有机三重态光敏剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种带有主客体识别基团的有机三重态光敏剂的制备方法，属于光敏剂合成技术领域。本发明通过在C₆₀‑Bodipy二元化合物有机三重态光敏剂中Bodipy的中位苯环位置上引入己二胺作为超分子结合位点，通过具有超子结合位点的三重态光敏剂与含有三重态受体的超分子主体在溶液中进行自组装，拉近三重态光敏剂与三重态受体之间的空间距离至分子尺寸范围内，使得三重态光敏剂无须在有效寿命范围内扩散便能传递能量，降低了三重态激子通过非辐射途径失活的概率，提高了光敏剂与受体之间的能量传递效率，进而提高上转换效率。

技术领域

本发明涉及光敏剂技术领域，具体涉及一种带有主客体识别基团的有机三重态光敏剂的制备方法。

背景技术

随着社会的快速发展，世界范围的能源匮乏时代已经悄然来临，化石燃料的大量使用导致的环境问题驱使人类越来越关注太阳能这种取之不尽用之不竭的安全环保型能源。提高太阳能的利用效率是各学科科学家的不懈追求。

上转换技术是能将低能量光子转变为高能量光子的一项技术，在提高太阳能利用效率领域具有重要价值，目前已在光伏、光催化、荧光生物成像等领域有着广泛的应用。实现上转换的方法很多，如使用稀土金属、双光子吸收染料及无机晶体等均可实现上转换。

尽管这些上转换方法有着各自的特点和特殊的应用领域，但也存在缺陷，如稀土材料的吸光能力较弱，工作波长不易调节，上转换量子效率低等；双光子荧光染料(TPA)需要高强度的激发光，一般需要MW cm^-2级别，是太阳光强度的1000万倍。这些缺点使得这些技术在太阳能电池等新兴领域的应用受到限制。

三重态-三重态湮灭上转换(Triplet-triplet annihilation upconversion，简称TTA上转换)，因其具有所需激发光能量密度小(太阳光可作为激发光源)、光敏剂对可见光的吸收能力强、上转换的工作波长能方便可调等优点而受到广泛关注。三重激发态，TTA：三重态-三重态湮灭(受体分子之间)，1A*：受体的单重激发态。TTA上转换体系包含两部分：三重态光敏剂(能量给体)与三重态受体(湮灭剂)，三重态光敏剂吸收激发光后到达其激发单重态，经过系间窜越(ISC)，到达其激发三重态；处于激发三重态的光敏剂分子在光敏剂和受体分子接近时，通过碰撞将能量传递给受体分子的三重态，即发生三重态-三重态能量转移(TTET)，从而使受体分子的三重激发态得到布居；两个处于三重激发态的受体分子碰撞，发生湮灭，以一定几率生成一个受体分子的单重激发态，另一个则回到基态；处于单重激发态(S1)的受体分子以辐射跃迁的形式回到基态(S0)，发出上转换的荧光。

三重态光敏剂主要被用来作为能量给体引发一个新的光化学和光物理过程，如发生三重态-三重态能量传递或者电子传递等。理想的三重态光敏剂应该具有强的可见光吸收能力、高的ISC效率保证分子有较高的三重态量子产率，长的三重激发态寿命以保证有足够的时间发生能量传递、参与各种光物理、光化学反应等特点。分子三重激发态得到有效布局的三重态光敏剂在电致发光、磷光生物成像或者分子传感、光动力学治疗(PDT，敏化产生单线态氧，1O2)、光催化有机反应、三重态-三重态湮灭上转换等领域有着广泛用途。

从以上三重态湮灭上转换机理的介绍中可以看出，三重态光敏剂是该类上转换技术不可或缺的一部分，三重态光敏剂的光物理性质对三重态湮灭上转换效率起着重要作用。到目前为止，具有超分子结合位点的三重态光敏剂还未见报道。具有超分子结合位点的三重态光敏剂对于提高三重态湮灭上转换效率具有非常重要的影响。

从三重态湮灭上转换机理得知，发生上转换需要两个组成部分—三重态光敏剂与受体协同完成，三重态光敏剂受光激发后需扩散至受体附近方能传递能量，这在某些分子扩散受限的体系如固体材料中是非常致命的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带有主客体识别基团的有机三重态光敏剂的制备方法，以解决现有光敏剂转换效率低的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：