[发明专利]一类电刺激响应型铱（Ⅲ）配合物及其应用

说明书

本发明公开了一类电刺激响应型铱(Ⅲ)配合物及其应用，通过在配合物的C^N配体的苯环或吡啶环的不同位点上修饰乙基吡啶盐单元构建紫精配体，而N^N配体上引入吸电子的酰胺基团或给电子的甲基后构成；其主要利用紫精结构可逆的氧化还原特性，结合给电子或吸电子基团对配合物电子转移态的影响，在外界刺激下，改变铱(Ⅲ)配合物的电子转移态而改变配合物的光物理性质，可实现肉眼可见的光颜色的多彩变化，可应用于信息存储和加密领域；在紫精类结构单元的氮原子上引入乙基基团后，使得带有乙基紫精配体的铱(Ⅲ)配合物具有良好的氧化还原可逆性和化学稳定性，在电致变色器件、信息存储器件、储能器件中可以有着良好的应用前景。

技术领域：

本发明属于有机光电材料技术领域，具体涉及一类基于紫精配体的电刺激响应型铱 (Ⅲ)配合物及其应用。

背景技术：

近年来，具有光、电等刺激性响应的发光材料在生物医学与成像、光电器件、传感器、信息防伪与加密保护等领域有着重要的应用。目前，光、电刺激响应性材料主要包括螺吡喃类、偶氮苯类、二芳基乙烯类和紫精类化合物。其中，紫精类化合物材料具备优良的氧化还原可逆性，独特的光物理、光化学性质和电化学性质，是一类应用广泛的光电转换、光致变色和电致变色材料。

紫精类化合物主要的工作机理是：接收外界刺激，如电场或者光刺激后，在富电子无机阴离子或有机配体的协助下，发生电子转移，完成两步还原反应，表现出三种不同的状态(中性的V⁰、单自由基V^·+和双电荷V²⁺)，这三种状态具有不同电子分布形式，导致不同的电子吸收带，继而伴随着材料颜色的改变。在信息存储器件中，紫精类化合物由于其阳离子形式与自由基形式之间的转换，使可见光区域发生吸收变化，实现信息变化与记录。此外，紫精类化合物上的氮原子的取代基不同，会影响其还原电位，从而影响其光物理性质。现今对紫精类化合物的研究一般集中在纯有机小分子上，主要致力于改变材料颜色，以发光作为信号输出的研究较少。而光是可以以极高的灵敏度检测到的信号之一，如能实现光信号输出将拓宽该类材料的应用前景，但是，值得注意的一点是，将外界刺激处理成发光信号的分子还需考虑它们的发光量子效率。

过渡金属铱(Ⅲ)配合物具有发光量子产率高、发光寿命长、斯托克斯位移大、光稳定性高、发光颜色易于调控和具有很强的自旋-轨道耦合等优异的光物理性质，在有机光电领域得到了广泛的研究和应用。并且，磷光铱(Ⅲ)配合物分子具有丰富的激发态性质，包括配体和金属间能量传递(MLCT)态、配体内部的能量传递(ILCT)态、配体与配体之间的能量传递(LLCT)态等，可以通过对配体的修饰而引起一系列激发态的变化。将紫精单元引入到铱(Ⅲ)配合物中，可以在传统的基础上，结合紫精结构的可逆氧化还原性质，应用于光电转换、电致变色器件中。如中国专利CN 105237578 B 公开的具有多重刺激响应特性的磷光铱配合物及其应用，其利用离子型过渡金属配合物电子捕获能力强，良好的刺响应性，通过改变主配体结构以及辅助配体上烷基链的结构，可实现发光性质的可逆性调节，完成发光淬灭到开启的过程。但是此类材料无法实现从初始发光到另一种颜色发光的转变，这将限制此类材料在信息加密、光电转换、电致发光变色器件上的进一步拓展应用。

发明内容：

本发明的目的在于提供一类基于紫精配体的电刺激响应型铱(Ⅲ)配合物及其应用，微调配合物结构即可实现光颜色的多色变化，且该类材料具有可逆的氧化还原性和良好的循环稳定性，可为电致变色器件、信息存储器件、储能器件的进一步开放提供新思路和新方法。

本发明的技术解决方案为：一类电刺激响应型铱(Ⅲ)配合物，其是在铱(Ⅲ)配合物的C^N配体的苯环或吡啶环的不同位点上修饰乙基吡啶盐单元构建紫精配体，而 N^N配体上引入吸电子的酰胺基团或给电子的甲基后构成，该类配合物的结构通式如下：

其中，C^N配体为下列中任意一个修饰乙基吡啶盐的紫精配体：