[发明专利]双酰胺类超长寿命室温磷光化合物及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及双酰胺类超长寿命室温磷光化合物及其制备方法和应用，提供的四种超长寿命纯有机室温磷光分子都通过咔唑与酰氯的N酰基化一步反应制备，得到了DCED、o‑PBCM、m‑PBCM和p‑PBCM四种化合物，使用在乙醇溶液中重结晶的方法得到了DCED、o‑PBCM和p‑PBCM三种化合物的单晶以及m‑PBCM重结晶后的絮状物。与现有技术相比，本发明得到的四种物质均具有超长寿命室温磷光性质，特别是本发明得到的化合物m‑PBCM在室温下磷光寿命长达710.6ms。应用在生物领域，将m‑PBCM纳米粒子溶液注射到裸鼠的右背部进行余晖成像，其信噪比高达428；注射到裸鼠前爪也可以作为有效的余辉造影剂，以优异的灵敏度和信噪比精确照亮其腋下淋巴结。

技术领域

本发明涉及一种显影分子，尤其是涉及咔唑和二酰氯类化合物制备双酰胺类化合物的制备方法以及其在防伪、保密和生物影像中的应用。

背景技术

超长寿命室温磷光材料由于其寿命超长等独特的性质，可以应用于有机发光二极管(OLED)、生物影像、化学传感器、光学和防伪技术等领域。例如，当应用于生物影像时，由于其具有长寿命的性质，在关掉紫外灯光照后仍然存在一定程度的余晖，可以消除对光照的需要并且避免纳秒级组织自荧光的干扰，得到信噪比高、更加清晰可信赖的生物成像。目前大多数超长寿命室温磷光材料主要局限于无机化合物或金属有机化合物，例如铂(Pt)，金(Au)，铱(Ir)等配位化合物，而这一类金属往往价格非常昂贵。纯有机室温磷光材料具有成本低，品种多，环境友好，良好的生物相容性，可观的稳定性和良好的加工性等诸多优点，可以广泛应用在光电和生物领域，逐渐替代无机或金属有机化合物受到研究者的青睐。

磷光是分子受到激发后，由三线态激发态辐射跃迁回基态所释放出一定波长的光，这一过程涉及到单线态激发态到三线态激发态的系间窜跃和三线态激发态到基态的辐射跃迁过程。然而三线态激发态很容易通过分子内振动转动和外部猝灭(如氧气和水分等)发生非辐射跃迁，难以实现有效的超长寿命室温磷光。为了克服这些障碍，通常会尝试两种方法：一种是通过引入重原子、杂环原子或芳香羰基等来促进旋转轨道耦合(SOC)作用，进而促进系间窜跃过程的进行；另一种方法是提供刚性介质来抑制非辐射跃迁进而稳定三线态激发态，从而促进室温磷光的产生，比如形成晶体，掺杂入聚合物薄膜中，嵌入刚性主体材料或形成金属-有机配位化合物(MOF)等。

尽管在过去几年中取得了令人兴奋的进步，构筑高效发光的超声寿命纯有机室温磷光材料仍然是一个挑战。首先，对于已经报道的寿命超过几百个毫秒的磷光体，其量子效率通常低于5％；另外，在复杂和变化的环境中稳定的室温磷光是很罕见的，这大大限制了其在数据记录、保密和生物成像等方面的应用。因此有必要开发一种高效且稳定的超长寿命纯有机室温磷光分子。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种双酰胺类超长寿命室温磷光化合物及其制备方法和应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

双酰胺类超长寿命室温磷光化合物，具有式Ⅰ～Ⅳ所示的结构：

分别为DCED(Ⅰ)、o-PBCM(Ⅱ)、m-PBCM(Ⅲ)和p-PBCM(Ⅳ)四种化合物。

双酰胺类超长寿命室温磷光化合物的制备方法，采用以下步骤：

室温下，向烧瓶中加入氢化钠和用有机溶剂A溶解的咔唑溶液，搅拌约半小时后，逐滴滴加化合物B或者用有机溶剂A溶解的化合物C的溶液。在室温下反应过夜，硅胶层析板(TLC)监测反应进程。反应结束后加入蒸馏水终止反应，分离纯化，真空干燥，得到式Ⅰ～Ⅳ所示结构的化合物。

所述有机溶剂A为重蒸的四氢呋喃，所述化合物B为草酰氯或邻苯二甲酰氯，所述化合物C为间苯二甲酰氯或对苯二甲酰氯。

氢化钠、化合物B或C、咔唑之间的摩尔比为2～1.5：1.5～1.2：1。