[发明专利]一种具有多重刺激响应特性的有机纳米粒子及其制备方法和应用

说明书

本发明属于防伪材料技术领域，具体涉及一种具有多重刺激响应特性的有机纳米粒子及其制备方法和应用。该有机纳米粒子的制备包括以下步骤：将2,3‑二氯‑5,6‑二氰对苯醌（DDQ）与醇类/胺类化合物完全溶解在溶剂中，得混合液；将混合物放入聚四氟乙烯水热反应釜中进行溶剂热反应，得到有机纳米粒子的混合溶液；水热反应釜冷却至室温后，将有机纳米粒子的混合溶液采用柱层析进行分离纯化，再通过旋蒸除去溶剂得到有机纳米粒子。有机纳米粒子溶解在甲醇、乙醇或水中制备为荧光防伪油墨，对溶剂二甲基亚砜、盐酸和氨蒸汽具有刺激响应变色特性，加密和解密过程易于操作，加密程度更高，加密稳定性高，图像显示亮度高，辨识度高。

技术领域

本发明属于防伪材料技术领域，具体涉及一种具有多重刺激响应特性的有机纳米粒子及其制备方法和应用。

背景技术

假冒伪劣是一个日益严重的全球性问题，对企业、政府和消费者构成了严重的威胁，特别是假冒伪劣医药和食品正严重危害人类的健康。与传统防伪油墨相比，荧光防伪油墨因具有稳定性好、价格低廉、隐蔽性好、识别方便等优点，成为各国机密文件、有价证券、抗癌药物、商标的首选防伪技术。但传统的荧光防伪油墨仅具备单重或极少部分具备双重加密性能，极易被仿制或复制。因此，同时具有多重刺激响应发光模式的新型荧光防伪材料成为研究的重点。

有机纳米粒子(或称有机点、非晶态碳点)是一类荧光团与超分子化合物通过氢键等弱键结合在一起的非晶态有机纳米材料，具有尺寸小、合成简单、水溶性好、荧光量子效率高以及易于修饰等优势，在传感器、防伪、发光器件、成像以及能源领域受到广泛关注。溶剂热合成法是制备有机纳米粒子的一类重要方法。近年来，选用多羟基化合物、氨基化合物、水溶性聚合物等为前驱体，溶剂热合成荧光有机纳米粒子已有一些报道(Zhang,J.,etal., Chem.Mater.,2016,28,4367；Liu,M.L.,et al.,Green Chemistry,2017,19,3611)。Rigodanza等人报道了苯醌、二氯二氰基苯醌、萘醌、氨基蒽醌等醌类化合物与精氨酸和乙二胺的水溶液，通过微波反应制备了电化学性质可调的碳纳米点(Angew.Chem.Int.Ed.2018,57, 5062)。然而，目前仍缺少具有多重刺激响应特性的有机纳米粒子的有效制备技术。因此，急需开发一种制备多重刺激响应特性有机纳米粒子的新技术，并有效提高荧光防伪和加密等级。

发明内容

为解决现有技术中荧光防伪油墨加密性低的缺点，本发明提供一种具有多重刺激响应特性的有机纳米粒子、制备方法以及在作为荧光防伪油墨方面的应用。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种具有多重刺激响应特性的有机纳米粒子，所述的有机纳米粒子为2,3-二取代 -5,6-二氰基-1,4苯醌衍生物，其结构式如式Ⅰ所示：

其中R₁和R₂分别独立得选自羧基、酰胺、醛基、烷氧基或卤素。

本发明还提供一种具有多重刺激响应特性的有机纳米粒子制备方法，包括以下几个步骤：

A.将2,3-二氯-5,6-二氰对苯醌与醇类/胺类化合物完全溶解在溶剂中，超声5～30min，得混合液；

B.将步骤A的混合液放入聚四氟乙烯水热反应釜中进行溶剂热反应，得到有机纳米粒子的混合溶液；

C.水热反应釜冷却至室温后，将步骤B中的有机纳米粒子的混合溶液进行分离纯化，再通过旋蒸除去溶剂得到有机纳米粒子。

进一步地，所述胺类化合物为乙二胺、尿素、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、甲酰胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三乙胺、N,N-二甲基甲酰胺和甘氨酸中的一种或多种。

进一步地，所述醇类化合物为甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇、苯甲醇、苯乙醇和聚乙烯醇中的一种或多种。