[发明专利]具有智能响应多色转变的圆偏振发光材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种具有智能响应多色转变的圆偏振发光材料及其制备方法，所述智能响应多色转变的圆偏振发光材料具有式I所示的结构，由于在结构中引入胆固醇手性基团，分子自组装形成螺旋堆积的纳米管，显示黄色的圆偏振发光，不对称因子|g_lum|高达0.016。所述的圆偏振发光材料的荧光颜色和圆偏振强度对多种外界刺激均有智能响应性，包括外力、温度、光照以及有机溶剂的刺激，响应灵敏、对比度高、可逆性好。本发明所述智能响应多色转变的圆偏振发光材料制备方法简单高效，可应用于力致变色、热致变色、光致变色、汽致变色等传感材料及光学存储和显示、防伪、圆偏振发光材料等领域。

技术领域

本发明属于荧光材料技术领域，尤其涉及一种具有智能响应多色转变的圆偏振发光材料及其制备方法。

背景技术

圆偏振发光是指手性发光体系发射出具有差异的左旋和右旋圆偏振光的现象。对于OLED显示器，为降低周围环境光的反射率，实现较高的图像对比度，往往需要使用偏振片获得圆偏振发光，但这同时会使发光的亮度损失达到50％以上。而圆偏振发光材料本身可直接发出圆偏振光，具有更高的发光效率和清晰度，可以获得更节能的OLED显示器。此外，圆偏振发光材料在3D显示、信息存储与处理、信息加密、光电器件、圆偏振激光、生物探针、光催化不对称合成、光学识别传感器、量子计算、自旋电子学等领域也具有着广泛的应用前景。

已报道的具有圆偏振发光性能的材料都具有非常复杂的分子结构，且制备的过程冗长复杂、产率较低。因此，开发分子结构简单并且具备高发光不对称因子的圆偏振发光新型分子具有极其重要的研究意义和应用价值。此外，如何高效构筑手性发光聚集体并实现发光性能的有效提升与调控是圆偏振发光材料领域的挑战性问题。将力、热、光、有机溶剂等多种刺激的智能响应性引入该类材料能够为其应用提供新的方向，极大地拓宽使用场合。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种具有智能响应多色转变的圆偏振发光材料及其制备方法。该材料的合成方法简单，仅通过两步缩合反应得到，后处理容易，产率高，成本低。所制备的圆偏振发光材料在力、热、光及有机易挥发气体等多种刺激下具有响应荧光变色的性质，同时伴随着圆偏振信号的变化，可应用于力致变色、热致变色、光致变色、汽致变色以及光学存储和显示、信息加密、防伪、圆偏振发光材料和器件领域。

本发明采用的技术方案是：

本发明提供一种式(Ⅰ)所示具有智能响应多色转变的圆偏振发光材料。

其中，苯环上的氰基分别在邻(I-o)、间(I-m)、对(I-p)位。

本发明还涉及一种合成所述式(I)智能响应多色转变的圆偏振发光材料的方法，所述方法按如下步骤进行：

步骤(1)、胆固醇衍生物中间体(II)的合成：将对氨基苯乙腈和缚酸剂a溶解于无水有机溶剂a中，将胆固醇甲酰氯溶解于另一部分无水有机溶剂a中，在-10～5℃下，将上述胆固醇甲酰氯的溶液缓慢滴加到上述对氨基苯乙腈和缚酸剂a的溶液中，或者反之，将上述对氨基苯乙腈和缚酸剂a的溶液缓慢滴加到上述胆固醇甲酰氯的溶液中，滴加完毕后，在室温下搅拌反应，采用硅胶层析板(TLC)监测反应进程，待反应结束后，将反应液倒入水中，用氯仿和乙醇的混合液萃取，取有机层萃取液用饱和食盐水洗涤后，用无水硫酸镁干燥，过滤，滤液经减压浓缩至干燥，获得式(II)所示中间体的固体产物；

步骤(2)、圆偏振发光材料(I)的合成：将式(II)所示中间体和甲醇钠溶于无水乙醇，加入反应物a，在40℃下加热搅拌反应，采用硅胶层析板(TLC)监测反应进程，待反应完全后，将反应液经过滤及无水乙醇淋洗三次后干燥，获得式(I)所示圆偏振发光材料。

其合成路线如下：

其中，苯环上的氰基分别在邻、间、对位。