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含有吲哚并3,2B咔唑结构单元的压致变色材料及其应用.pdf

  • 上传人:zhu****_FC
  • 文档编号:4140973
  • 上传时间:2018-09-01
  • 格式:PDF
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  • 摘要
    申请专利号:

    CN201710018285.5

    申请日:

    2017.01.11

    公开号:

    CN106916171A

    公开日:

    2017.07.04

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情:

    实质审查的生效IPC(主分类):C07D 519/00申请日:20170111|||公开

    IPC分类号:

    C07D519/00; C07D487/04; C09K9/02; H01L51/50; H01L51/54

    主分类号:

    C07D519/00

    申请人:

    华南师范大学

    发明人:

    姜月; 麦润昇; 彭火军; 常忻月; 高进伟

    地址:

    510006 广东省广州市广州大学城华南师范大学先进光电子研究院理五栋

    优先权:

    专利代理机构:

    广州知友专利商标代理有限公司 44104

    代理人:

    宣国华;刘艳丽

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    内容摘要

    本发明公开了一种含有吲哚并[3,2??b]咔唑结构单元的压致变色材料,所述压致变色材料具有如下的结构式:其中R代表氢原子、甲基、乙基或异丙基,n代表1、2或3,Ar代表本发明还公开了上述含有吲哚并[3,2??b]咔唑结构单元的压致变色材料在电致发光器件方面的应用,该压致变色材料无毒,制备工艺简洁,成本低,且具有优异的压致变色性能。

    权利要求书

    1.一种含有吲哚并[3,2-b]咔唑结构单元的压致变色材料,其特征是所述压致变色材
    料具有如下的结构式:
    其中R代表氢原子、甲基、乙基或异丙基,
    n代表1、2或3,Ar代表
    2.根据权利要求1所述的含有吲哚并[3,2-b]咔唑结构单元的压致变色材料,其特征是
    所述压致变色材料的结构式具体如下:


    3.权利要求1或2所述的含有吲哚并[3,2-b]咔唑结构单元的压致变色材料在电致发光
    器件方面的应用。

    说明书

    含有吲哚并[3,2-b]咔唑结构单元的压致变色材料及其应用

    技术领域

    本发明属于压致变色材料,具体涉及一种含有吲哚并[3,2-b]咔唑结构单元的压
    致变色材料及其应用。

    背景技术

    压致变色或者压致荧光变色材料(MFC)是一种颜色或者荧光性能对外加应力(如
    静压力、刮擦、研磨等)有响应的智能材料。通过控制材料分子间的作用方式来调节其对光
    的吸收和荧光发射性能,而获得性能优异的压致变色材料成为材料设计的主要途径。压致
    变色材料的作用机理其中一种是通过调控相邻分子间距可以使分子间形成松散而有序的
    排列方式,当材料受到外界压力作用下导致分子错位堆积,因而荧光颜色发生变化。

    具有确定分子量的高纯度吲哚并[3,2-b]咔唑,是一种具有良好荧光的结构单元,
    具有比较好的刚性平面结构和荧光性能,对具有吲哚并[3,2-b]咔唑结构的衍生物的空穴
    传输性能的研究非常多,但是对于具有吲哚并[3,2-b]咔唑结构单元的分子的在压致变色
    材料方面研究还是较少的。

    现有的压致变色材料大部分都是引入金属元素,形成有机金属化合物再配合分子
    的空间位阻效应从而得到压致变色效应,但是有机金属化合物在制备的过程中常常会出现
    剧毒的中间体,而且有机金属化合物的制备复杂,而且制备的成本高。因此压致变色材料需
    要寻找新的结构分子和制备工艺去降低压致变色材料制备成本。

    发明内容

    本发明的目的在于提供一种含有吲哚并[3,2-b]咔唑结构单元的压致变色材料,
    该压致变色材料无毒,制备工艺简洁,成本低,且具有优异的压致变色性能。

    本发明的目的还在于提供上述含有吲哚并[3,2-b]咔唑结构单元的压致变色材料
    在电致发光器件方面的应用。

    本发明的上述目的是通过以下技术方案来实现的:一种含有吲哚并[3,2-b]咔唑
    结构单元的压致变色材料,所述压致变色材料具有如下的结构式:

    其中R代表氢原子、甲基、乙基或异丙基,

    n代表1、2或3,Ar代表

    优选的,所述压致变色材料的结构式具体如下:



    本发明通过将刚性大分子平面与噻吩、三键等“桥”相连引入较大的空间位阻效
    应,调节相邻分子间距使分子间形成松散而有序的排列方式,所得的材料具有优异的压致
    变色性能。

    本发明的第二个目的是通过以下技术方案来实现的:上述含有吲哚并[3,2-b]咔
    唑结构单元的压致变色材料在电致发光器件方面的应用。

    吲哚并[3,2-b]咔唑结构单元具有良好的空穴传输性能,并且吲哚并[3,2-b]咔唑
    结构具有作为发蓝光的致电发光的材料的性能,本发明中含有吲哚并[3,2-b]咔唑结构单
    元的压致变色材料可以作为电致发光器件中的空穴传输层和发光层。

    与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

    (1)本发明针对现有技术中的制备复杂及制作原料成本费用高的缺点,采用价格
    低廉的原料及简洁的制作工艺,得到由黄色变为绿色的压致变色材料;

    (2)本发明将具有优异荧光性能的吲哚并[3,2-b]咔唑结构单元应用到压致荧光
    变色材料领域,设计、合成了目标化合物,对其进行荧光性能和压致变色性能的表征,扩展
    了其潜在应用范围。

    附图说明

    图1是本发明实施例1中制备的2,4-二(12-异丙基-5,11-二乙基吲哚并[3,2-b]咔
    唑基)噻吩的流程图;

    图2是本发明实施例2中制备的6,6'-二(12-乙基-5,11-二乙基吲哚并[3,2-b]咔
    唑基)-联二噻吩的流程图;

    图3是本发明实施例3中制备的6-(N-(2-乙基己基)-1,8-萘二甲亚酰胺-4-乙炔
    基)-5,11-二乙基吲哚并[3,2-b]咔唑的流程图;

    图4是本发明实施例4中制备的三(5,11-二乙基吲哚并[3,2-b]咔唑-6-乙炔苯基)
    胺的流程图;

    图5是本发明实施例1中制备的2,4-二(12-异丙基-5,11-二乙基吲哚并[3,2-b]咔
    唑基)噻吩聚集荧光光谱图;

    图6是本发明实施例1中制备的2,4-二(12-异丙基-5,11-二乙基吲哚并[3,2-b]咔
    唑基)噻吩研磨前后荧光颜色对照;

    图7是本发明实施例1中制备的2,4-二(12-异丙基-5,11-二乙基吲哚并[3,2-b]咔
    唑基)噻吩研磨前后荧光光谱图。

    具体实施方式

    下面结合实施例,对本发明做进一步的详细说明。

    实施例1 2,4-二(12-异丙基-5,11-二乙基吲哚并[3,2-b]咔唑基)噻吩

    以结构式如下的压致变色材料2,4-二(12-异丙基-5,11-二乙基吲哚并[3,2-b]咔
    唑基)噻吩为例。


    其制备方法如图1所示,包括以下步骤:

    (1)在三口烧瓶中加入吲哚(50g,0.427mol),碘(10.9g,0.0427mol),乙腈
    (500mL),在磁力搅拌下加入异丁醛(19.2mL,0.207moL),然后遮光室温反应14~16h,反应
    结束后将反应体系倒入饱和亚硫酸钠溶液中,然后用乙酸乙酯萃取,取乙酸乙酯层,去掉溶
    剂得到3,2'-二吲哚基异丁烷的粗产物;

    (2)往单口瓶中加入3,2'-二吲哚基异丁烷的粗产物,甲醇(230mL),甲基磺酸
    (2.8mL,0.0427mol)和原甲酸三丙酯(44mL,0.207mol),遮光室温反应14~16h,反应结束后
    除掉溶剂,得到深红色的6-异丙基吲哚并[3,2-b]咔唑粗产物,以石油醚和乙酸乙酯(二者
    的体积比为4:1)的混合溶剂作为洗脱剂,用层析柱进行分离得到纯的6-异丙基吲哚并[3,
    2-b]咔唑;

    (3)在氮气保护下,于三口烧瓶中加入四氢呋喃(200mL),水(80mL),还有步骤(2)
    得到的6-异丙基吲哚并[3,2-b]咔唑(5g,0.016mol),待6-异丙基吲哚并[3,2-b]咔唑完全
    溶解后,在磁力搅拌和氮气保护下分批加入溴化铁(13.6g,0.046mol),加完后遮光室温反
    应20~22h,反应结束后,加入水,然后用乙酸乙酯萃取,取乙酸乙酯层,除去溶剂,得到深红
    色的6-溴-12-异丙基吲哚并[3,2-b]咔唑粗产物,以石油醚和乙酸乙酯(二者的体积比为4:
    1)的混合溶剂作为洗脱剂,用层析柱进行分离得到纯的6-溴-12-异丙基吲哚并[3,2-b]咔
    唑;

    (4)往三口瓶中加入步骤(3)得到的6-溴-12-异丙基吲哚并[3,2-b]咔唑(14g,
    0.0357mol),氢氧化钾(20g,0.357mol),N,N-二甲基甲酰胺(250mL),在磁力搅拌下直至6-
    溴-12-异丙基吲哚并[3,2-b]咔唑全溶,然后滴加溴乙烷(12g,0.11mol)的N,N-二甲基甲酰
    胺(150mL)溶液并剧烈搅拌,室温反应6~8h,反应结束后,加入水用乙酸乙酯萃取,取乙酸
    乙酯层,除去溶剂,得到深红色的6-异丙基-5,11-二乙基吲哚并[3,2-b]咔唑粗产物,以石
    油醚和二氯甲烷(二者的体积比为1:1)的混合溶剂作为洗脱剂,用层析柱进行分离得到纯
    的6-溴-12-异丙基-5,11-二乙基吲哚并[3,2-b]咔唑;

    (5)在氩气的保护下往干燥的三口瓶中加入干燥的四氢呋喃(80mL)和噻吩
    (1.6mL,20mmol),然后冷却降温至-78℃恒温10min后,在氩气的保护下逐滴加入(32ml
    1.6mol/L的正丁基锂,边滴边搅拌,滴完后在-78℃继续反应30min,然后在室温下反应1h,
    然后再降温至-78℃恒温10min后,在氩气的保护下一次性加入10g三甲基氯化锡,然后-78
    ℃继续反应30min,然后在室温下反应16~18h,反应完后加入水淬灭反应,然后用乙酸乙酯
    萃取两到三遍,然后除去溶剂得到2,5-双(三甲基锡基)噻吩粗产物,然后用甲醇重结晶得
    到纯的2,5-双(三甲基锡基)噻吩;

    (6)在氩气的保护下加入甲苯(20mL)、2,5-双(三甲基锡基)噻吩(0.4g,
    1.62mmol)、6-溴-12-异丙基-5,11-二乙基吲哚并[3,2-b]咔唑(1.8g,4mmol),四(三苯基
    膦)钯(0.05g,0.037mmol)回流反应12~14h,反应完后加入水,然后用乙酸乙酯萃取,除去
    溶剂,得到6-噻吩-12-异丙基-5,11-二乙基吲哚并[3,2-b]咔唑粗产物,以石油醚和乙酸乙
    酯(二者的体积比为4:1)的混合溶剂作为洗脱剂,用层析柱进行分离得到纯的2,4-二(12-
    异丙基-5,11-二乙基吲哚并[3,2-b]咔唑基)噻吩。

    6-溴-12-异丙基吲哚并[3,2-b]咔唑的氢谱数据如下,从以下氢谱数据分析再结
    合反应式可以推断出该结构式。

    1H NMR(400MHz,CDCl3),d:11.2(s,1H),10.8(s,1H),8.74(s,1H),8.33(d,1H),
    7.66(d,2H),7.49(d,2H),7.23(s,2H),4.45(s,1H),1.73(s,6H),1.08(d,2H)ppm。

    6-溴-12-异丙基-5,11-二乙基吲哚并[3,2-b]咔唑的氢谱数据和碳谱数据如下,
    从以下氢谱和碳谱数据分析再结合反应式可以推断出该结构式。

    1H NMR(400MHz,CDCl3),d:9.08(d,1H),8.38(d,1H),7.51–7.46(m,4H),7.29–
    7.27(m,2H),4.95(q,2H),4.56(q,2H),4.41(m,1H),1.82(d,6H),1.55(m,4H),1.27(t,6H)
    ppm。

    13C NMR(80MHz,CDCl3),145.0,143.1,136.8,134.5,126.4,126.0,125.5,124.6,
    123.9,123.7,122.0,118.9,118.6,110.0,108.9,95.3,43.47,40.0,30.3,29.7,28.6,
    20.3,15.3,13.6,1.0ppm。

    2,4-二(12-异丙基-5,11-二乙基吲哚并[3,2-b]咔唑基)噻吩的氢谱数据和碳谱
    数据如下,从以下氢谱和碳谱数据分析再结合反应式可以推断出该结构式。

    1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.47(d,2H),7.70(s,1H),7.65(s,1H),7.50(m,4H),7.30
    (m,1H),7.09(s,1H),4.61(q,2H),4.54(q,2H),4.37(m,1H),1.91(d,6H),1.42(t,3H),1.34
    (s,3H)。

    13C NMR(100MHz,CDCl3)δ145.01,142.18,129.03,127.79,126.05,125.09,
    122.61,118.21,108.91,77.22,43.39,38.85,28.66,20.45,14.16,13.92。

    实施例2 6,6'-二(12-乙基-5,11-二乙基吲哚并[3,2-b]咔唑基)-联二噻吩

    以结构式如下的压致变色材料6,6'-二(12-乙基-5,11-二乙基吲哚并[3,2-b]咔
    唑基)-联二噻吩为例。


    其制备方法如图2所示,包括以下步骤:

    (1)在三口烧瓶中加入吲哚(50g,0.427mol),碘(10.9g,0.0427mol),乙腈
    (500mL),在磁力搅拌下加入丙醛(15mL,0.207mol),然后遮光室温反应14~16h,反应结束
    后将反应体系倒入饱和亚硫酸钠溶液中,然后用乙酸乙酯萃取,取乙酸乙酯层,去掉溶剂得
    到3,2’-二吲哚基丙烷的粗产物;

    (2)往单口瓶中加入步骤(2)中的3,2’-二吲哚基丙烷的粗产物、甲醇(230mL)、甲
    基磺酸(2.8mL,0.0427mol)和原甲酸三丙酯(44mL,0.207mol),遮光室温反应14~16h,反应
    结束后除掉溶剂,得到深红色的6-乙基吲哚并[3,2-b]咔唑粗产物,以石油醚和乙酸乙酯
    (二者的体积比为4:1)的混合溶剂作为洗脱剂,用层析柱进行分离得到纯的6-乙基吲哚并
    [3,2-b]咔唑;

    (3)在氮气保护下,于三口烧瓶中加入四氢呋喃(200mL)、水(80mL),还有步骤(2)
    得到的6-乙基吲哚并[3,2-b]咔唑(4.56g,0.016mol),待6-乙基吲哚并[3,2-b]咔唑完全溶
    解后,在磁力搅拌和氮气保护下分批加入溴化铁(13.6g,0.046mol),加完后遮光室温反应
    20~22h,反应结束后,加入水,然后用乙酸乙酯萃取,取乙酸乙酯层,除去溶剂,得到深红色
    的6-溴-12-乙基吲哚并[3,2-b]咔唑粗产物,以石油醚和乙酸乙酯(二者的体积比为4:1)的
    混合溶剂作为洗脱剂,用层析柱进行分离得到纯的6-溴-12-乙基吲哚并[3,2-b]咔唑;

    (4)往三口瓶中加入步骤(3)得到6-溴-12-乙基吲哚并[3,2-b]咔唑(13g,
    0.0357mol)、氢氧化钾(20g,0.357mol)和N,N-二甲基甲酰胺(250mL),在磁力搅拌下直至6-
    溴-12-异丙基吲哚并[3,2-b]咔唑全溶,然后滴加溴乙烷(12g,0.11mol)的N,N-二甲基甲酰
    胺(150mL),室温反应6~8h,反应结束后,加入水用乙酸乙酯萃取,取乙酸乙酯层,除去溶
    剂,得到深红色的6-乙基-5,11-二乙基吲哚并[3,2-b]咔唑粗产物,以石油醚和二氯甲烷
    (二者的体积比为1:1)的混合溶剂作为洗脱剂,用层析柱进行分离得到纯的6-溴-12-乙基-
    5,11-二乙基吲哚并[3,2-b]咔唑;

    (5)在氩气的保护下往干燥的三口瓶中加入干燥的四氢呋喃(15ml)和联二噻吩
    (1g,6.02mmol),然后冷却降温至-78℃恒温10min后,在氩气的保护下逐滴加入正丁基锂
    (4.9mL,1.6mol/L),边滴边搅拌,滴完后在-78℃继续反应30min,然后在室温下反应1h,然
    后再降温至-78℃恒温10min后,在氩气的保护下一次性加入三甲基氯化锡(1.5g,
    7.54mmol),然后-78℃继续反应30min,然后在室温下反应16~18h,反应完后加入水淬灭反
    应,然后用乙酸乙酯萃取两到三遍,然后除去溶剂得到5,5,-二(三甲基锡)二噻吩,然后除
    去溶剂得到2-三甲基锡噻吩粗产物,然后用甲醇重结晶得到纯的5,5,-二(三甲基锡)二噻
    吩;

    (6)在氩气的保护下加入甲苯(20mL)、步骤(5)中的5,5,-二(三甲基锡)二噻吩
    (0.96g,2.92mmol)、步骤(4)中的6-溴-12-乙基-5,11-二乙基吲哚并[3,2-b]咔唑(2.69g,
    6.42mmol)和四(三苯基膦)钯(0.01g,0.0074mmol)回流反应12~14h,反应完后加入水,然
    后用乙酸乙酯萃取,除去溶剂,得到6-噻吩-12-乙基-5,11-二乙基吲哚并[3,2-b]咔唑粗产
    物,以石油醚和乙酸乙酯(二者的体积比为4:1)的混合溶剂作为洗脱剂,用层析柱进行分离
    得到纯的6,6'-二(12-乙基-5,11-二乙基吲哚并[3,2-b]咔唑基)-联二噻吩。

    实施例3 6-(N-(2-乙基己基)-1,8-萘二甲亚酰胺-4-乙炔基)-5,11-二乙基吲哚
    并[3,2-b]咔唑

    以结构式如下的压致变色材料6-(N-(2-乙基己基)-1,8-萘二甲亚酰胺-4-乙炔
    基)-5,11-二乙基吲哚并[3,2-b]咔唑为例。


    其制备方法如图3所示,包括如下步骤:

    (1)在三口烧瓶中加入吲哚(50g,0.427mol),碘(10.9g,0.0427mol),乙腈
    (500mL),在磁力搅拌下加入甲醛溶液(16mL,37%),然后遮光室温反应14~16h,反应结束
    后将反应体系倒入饱和亚硫酸钠溶液中,然后用乙酸乙酯萃取,取乙酸乙酯层,去掉溶剂得
    到3,2’-二吲哚基甲烷的粗产物;

    (2)往单口瓶中加入步骤(1)中的3,2’-二吲哚基甲烷的粗产物、甲醇(230mL)、甲
    基磺酸(2.8mL,0.0427mol)和原甲酸三丙酯(44mL,0.207mol),遮光室温反应14~16h,反应
    结束后除掉溶剂,得到深红色的吲哚并[3,2-b]咔唑粗产物,以石油醚和乙酸乙酯(二者的
    体积比为4:1)的混合溶剂作为洗脱剂,用层析柱进行分离得到纯的吲哚并[3,2-b]咔唑;

    (3)在氮气保护下,于三口烧瓶中加入四氢呋喃(200mL),水(80mL),还有步骤(2)
    中的得到的吲哚并[3,2-b]咔唑(4.12g,0.016mol),待吲哚并[3,2-b]咔唑完全溶解后,在
    磁力搅拌和氮气保护下分批加入溴化铁(13.6g,0.046mol),加完后遮光室温反应20~22h,
    反应结束后,加入水,然后用乙酸乙酯萃取,取乙酸乙酯层,除去溶剂,得到深红色的6-溴吲
    哚并[3,2-b]咔唑粗产物,以石油醚和乙酸乙酯(二者的体积比为4:1)的混合溶剂作为洗脱
    剂,用层析柱进行分离得到纯的6-溴吲哚并[3,2-b]咔唑;

    (4)往三口瓶中加入步骤(3)得到的6-溴吲哚并[3,2-b]咔唑(12g,0.0357mol),氢
    氧化钾(20g,0.357mol),N,N-二甲基甲酰胺(250mL),在磁力搅拌下直至6-溴吲哚并[3,2-
    b]咔唑全溶,然后滴加溴乙烷(12g,0.11mol)的N,N-二甲基甲酰胺(150mL)并剧烈搅拌,室
    温反应6~8h,反应结束后,加入水用乙酸乙酯萃取,取乙酸乙酯层,除去溶剂,得到深红色
    的5,11-二乙基吲哚并[3,2-b]咔唑粗产物,以石油醚和二氯甲烷(二者的体积比为1:1)的
    混合溶剂作为洗脱剂,用层析柱进行分离得到纯的6-溴-5,11-二乙基吲哚并[3,2-b]咔唑;

    (5)往三口瓶中加入4-溴-1,8-萘二甲亚酰胺(4.85g,17.6mmol),N,N-二甲基甲酰
    胺(200mL),(2.8g,26.4mmol)碳酸钠在40℃下搅拌1h,在磁力搅拌下滴加2-乙基溴代己烷
    (4mL,21.1mmol)并且升温至50℃反应12~14h,反应完后加入水,用二氯甲烷萃取,取二氯
    甲烷,除去溶剂得到纯的N-(2-乙基己基)-4-溴-1,8-萘二甲亚酰胺,在氩气的保护下加入
    N-(2-乙基己基)-4-溴-1,8-萘二甲亚酰胺(5.94g,15.3mmol)、三乙胺(50mL)、碘化亚铜
    (0.15g,0.763mmol)、四(三苯基膦)钯(0.88g,0.763mmol),然后滴加三甲基硅基乙炔(4m,
    30.6mmol),滴完后室温下反应20~22h,反应完后除去三乙胺,往粗产品中加入甲醇和过量
    的碳酸钠,然后室温下搅拌24~26h,反应完后除去甲醇,以石油醚和乙酸乙酯(二者的体积
    比为4:1)的混合溶剂作为洗脱剂,用层析柱进行分离得到纯的N-(2-乙基己基)-4-乙炔基-
    1,8-萘二甲亚酰胺;

    (6)在氩气的保护下加入步骤(5)中的N-(2-乙基己基)-4-乙炔基-1,8-萘二甲亚
    酰胺(1.14g,3.42mmol)、步骤(4)中的6-溴-5,11-二乙基吲哚并[3,2-b]咔唑(1.22g,
    3.12mmol)、三乙胺(20mL),碘化亚铜(0.03g,0.172mmol),四(三苯基膦)钯(0.2g,
    0172mmol),加热回流反应20~22h,反应完后除去三乙胺,以石油醚和乙酸乙酯(二者的体
    积比为4:1)的混合溶剂作为洗脱剂,用层析柱进行分离得到纯的6-(N-(2-乙基己基)-1,8-
    萘二甲亚酰胺-4-乙炔基)-5,11-二乙基吲哚并[3,2-b]咔唑。

    6-(N-(2-乙基己基)-1,8-萘二甲亚酰胺-4-乙炔基)-5,11-二乙基吲哚并[3,2-b]
    咔唑的氢谱数据和碳谱数据如下,从以下氢谱和碳谱数据分析再结合反应式可以推断出该
    结构式。

    (C4)1H NMR(400MHz,CDCl3),d:9.10(d,1H),8.40(d,1H),7.55–7.43(m,7H),
    7.30–7.21(m,4H),4.97(q,2H),4.57(q,3H),4.46(m,1H),4.44(m,2H),1.86(t,2H),1.55
    (m,3H),1.27(d,12H),4.53(m,1H),0.88(m,6H),ppm.

    13C NMR(80MHz,CDCl3),145.0,143.1,136.8,134.5,126.4,126.1,125.5,124.7,
    123.72,122.1,119.8,118.9,117.5,110.0,108.9,107.9,96.3,95.3,43.6,40.0,37.5,
    29.7,28.6,28.3,20.5,20.3,15.4,13.7,13.5ppm.

    实施例4三(5,11-二乙基吲哚并[3,2-b]咔唑-6-乙炔苯基)胺

    以结构式如下的压致变色材料三(5,11-二乙基吲哚并[3,2-b]咔唑-6-乙炔苯基)
    胺为例。


    其制备方法如图4所示,包括如下步骤:

    (1)在三口烧瓶中加入吲哚(50g,0.427mol),碘(10.9g,0.0427mol),乙腈
    (500mL),在磁力搅拌下加入甲醛溶液(16mL,37%),然后遮光室温反应14~16h,反应结束
    后将反应体系倒入饱和亚硫酸钠溶液中,然后用乙酸乙酯萃取,取乙酸乙酯层,去掉溶剂得
    到3,2’-二吲哚基甲烷的粗产物;

    (2)往单口瓶中加入步骤(1)中的3,2’-二吲哚基甲烷的粗产物,甲醇(230mL),甲
    基磺酸(2.8mL,0.0427mol)和原甲酸三丙酯(44mL,0.207mol),遮光室温反应14~16h,反应
    结束后除掉溶剂,得到深红色的吲哚并[3,2-b]咔唑粗产物,以石油醚和乙酸乙酯(二者的
    体积比为4:1)的混合溶剂作为洗脱剂,用层析柱进行分离得到纯的吲哚并[3,2-b]咔唑;

    (3)在氮气保护下,于三口烧瓶中加入四氢呋喃(200mL),水(80mL),还有步骤(2)
    得到的吲哚并[3,2-b]咔唑(4.12g,0.016mol),待吲哚并[3,2-b]咔唑完全溶解后,在磁力
    搅拌和氮气保护下分批加入溴化铁(13.6g,0.046mol),加完后遮光室温反应20~22h,反应
    结束后,加入水,然后用乙酸乙酯萃取,取乙酸乙酯层,除去溶剂,得到深红色的6-溴吲哚并
    [3,2-b]咔唑粗产物,以石油醚和乙酸乙酯(二者的体积比为4:1)的混合溶剂作为洗脱剂,
    用层析柱进行分离得到纯的6-溴吲哚并[3,2-b]咔唑;

    (4)往三口瓶中加入步骤(3)中的6-溴吲哚并[3,2-b]咔唑(12g,0.0357mol),氢氧
    化钾(20g,0.357mol),N,N-二甲基甲酰胺(250mL),在磁力搅拌下直至6-溴吲哚并[3,2-b]
    咔唑全溶,然后滴加溴乙烷(12g,0.11mol)的N,N-二甲基甲酰胺(150ml)并剧烈搅拌,室温
    反应6~8h,反应结束后,加入水用乙酸乙酯萃取,取乙酸乙酯层,除去溶剂,得到深红色的
    6-溴-5,11-二乙基吲哚并[3,2-b]咔唑粗产物,以石油醚和二氯甲烷(二者的体积比为1:1)
    的混合溶剂作为洗脱剂,用层析柱进行分离得到纯的6-溴-5,11-二乙基吲哚并[3,2-b]咔
    唑;

    (5)在氩气的保护下加入三苯碘胺(25g,0.407mol),三乙胺(30mL),碘化亚铜
    (0.4g,0.00203mol),四(三苯基膦)钯(2.35g,0.00203mol),然后滴加三甲基硅基乙炔
    (34.5ml,0244mol),滴完后室温下反应20~22h,反应完后除去三乙胺,往粗产品中加入甲
    醇和过量的碳酸钠,然后室温下搅拌24~26h,反应完后除去甲醇,以石油醚和乙酸乙酯(二
    者的体积比为4:1)的混合溶剂作为洗脱剂,用层析柱进行分离得到纯的三(4-乙炔苯基)
    胺。

    实施例5压致变色材料案例研究2,4-二(12-异丙基-5,11-二乙基吲哚并[3,2-b]
    咔唑基)噻吩压致荧光变色性能展示

    AIE性能展示

    将实施例1中的2,4-二(12-异丙基-5,11-二乙基吲哚并[3,2-b]咔唑基)噻吩用
    5mL的容量瓶用四氢呋喃和水配成上图4系列比例的溶液,可以看出随着四氢呋喃比例的减
    少,430纳米波长的荧光逐渐减弱,510纳米的荧光逐渐增强这主要是因为聚集致使吲哚并
    [3,2-b]咔唑结构单元间π-π相互作用的增强,减弱直至猝灭了其辐射能量。与此同时聚集
    也使分子间距离减小,空间位阻增大,吲哚并[3,2-b]咔唑结构单元中央苯环与噻吩之间的
    C-C键转动受阻,激发态的分子能量更多的以辐射的形式释放,表现出良好的聚集诱导荧光
    发射性能。

    2,4-二(12-异丙基-5,11-二乙基吲哚并[3,2-b]咔唑基)噻吩聚集荧光光谱图如
    图5所示。

    将2,4-二(12-异丙基-5,11-二乙基吲哚并[3,2-b]咔唑基)噻吩放在玛瑙研砵上
    进行研磨,在365纳米波长照射下可以看出2,4-二(12-异丙基-5,11-二乙基吲哚并[3,2-b]
    咔唑基)噻吩粉末在研磨前为黄色固体,经过研磨后变为黄绿色(如图6)。经过荧光光谱仪
    检测2,4-二(12-异丙基-5,11-二乙基吲哚并[3,2-b]咔唑基)噻吩经过研磨之后最大荧光
    波长由原先的508纳米变为504纳米蓝移了4纳米,而且研磨过后2,4-二(12-异丙基-5,11-
    二乙基吲哚并[3,2-b]咔唑基)噻吩在466纳米和477纳米处的荧光强度出现了明显的增强
    (如图7)。

    同样的,将本发明实施例2-4中的样品以及发明内容部分陈述的所有具有本发明
    通式的样品进行如实施例1中的样品同样的试验,可以得到类似的结论。

    虽然本发明以上实施例公开如上,但其并非用以限定本发明的保护范围,任何熟
    悉该技术的技术人员,在不脱离本发明的构思和范围内所作的更改与润饰,均应属于本发
    明的保护范围。

    关 键  词:
    含有 吲哚 结构 单元 变色 材料 及其 应用
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