一种彩虹色和双波段荧光发射材料的制备方法

本发明属于有机功能材料领域，具体涉及一种彩虹色和双波段荧光发射材料的制备方法。

背景技术：

1、在溶剂介导的结晶过程中，溶剂分子通过溶剂和溶质之间的分子间相互作用或填充晶格内的通道/空隙而被包含在晶格中，这被称为溶剂包合。溶剂包合现象提供了在不改变分子化学结构的情况下调整产品性质（力学、溶解度、稳定性、生物利用度）的可能性。更重要的是，溶剂包合物可用于药物的分离和纯化、挥发性有害溶剂的捕获和化学传感。然而，溶剂包合物没有被报道呈现彩虹色和双波段荧光发射。

2、在不同的热力学条件（温度、压力、ph等）下，结晶成两种或两种以上晶体的现象被称为多晶态，如纯碳（金刚石和石墨）、碳酸钙（石粉和牦牛牡蛎粉）、碱性氯化铜（α和β）、八种不同晶型的酞菁铜等。基于熔点、硬度、稳定性、颜色或溶解速度等不同的物理和化学性质，多晶型被用于丰富色素的颜色，提高药物的生物利用度，降低毒性，提高治疗效果，并使巧克力在v型上长期稳定，不易“结霜”。此外，多晶态有利于实现多态发射（荧光、磷光和热激活延迟荧光），并探索力致变色的内在机制。然而，据我们所知，很少有报道一种晶体形式呈现两个荧光发射带，且具有高对比度的力致色变性能。

技术实现思路

1、本发明的目的在于深入探讨和挖掘溶剂包合物和多晶态新的光学性能，提供一种单一化合物实现彩虹色和双波段荧光发射和防伪图案的新构筑方法。

2、本发明思路：反应瓶中加入咔唑基溴代咪唑并吡啶与对氰基苯硼酸，四（三苯基膦）钯和碳酸钾作为催化剂，四氢呋喃和水为溶剂，于60oc-80oc的条件下搅拌下加热回流，反应粗产物经分离纯化后可得咔唑基咪唑并吡啶类化合物。通过溶剂扩散法，选用二氯甲烷-石油醚、四氢呋喃-石油醚、丙酮-石油醚和乙酸乙酯-石油醚为溶剂获得不同色光的晶体，经芦荟胶分散和图案设计与绘制，并借助不同的外力刺激响应，构筑高级防伪图案。

3、本发明的目的通过如下技术方案实现。

4、一种彩虹色和双波段荧光发射材料的合成方法，包含如下制备过程：

5、氩气保护下向反应容器中加入咔唑基溴代咪唑并吡啶、对氰基苯硼酸、催化剂、碱和溶剂，在60oc-80oc的条件下搅拌下加热回流12~24小时，粗产物经柱层析分离纯化后制得所述咔唑基咪唑并吡啶化合物。

6、进一步地，咔唑基咪唑并吡啶化合物的制备方程式如下所示：

7、

8、上述制备方法中，溴代咪唑并吡啶类化合物与对氰基苯硼酸、碳酸钾、四（三苯基膦）钯的摩尔比为1:1.2~1:2~1:0.01。

9、上述制备方法中，所述的有机溶剂为四氢呋喃和水，体积比为10：1。

10、本发明的原理为：将氰基苯取代的咪唑并吡啶作为拉电子基团，咔唑作为供电子基团，通过苯桥构筑扭曲的供体（d）-π-受体（a）分子构型，通过不同的溶剂极性调节分子构象和堆积方式。扭曲的分子构象有助于形成宽松的分子堆积，从而有利于溶剂包合物的形成。同时，咪唑并吡啶上的杂原子能够与溶剂分子形成多种弱相互作用，进一步影响分子构象和堆积方式，从而获得多种荧光发射，实现单一化合物的彩虹色和双波段荧光发射。

11、与现有技术相比，本发明具有如下优点及有益效果：

12、（1）本发明实现了单一化合物的彩虹色和双波段荧光发射，目前有单一化合物的多晶态报道，也有溶剂包合物的报道，到还未有单一化合物呈现双波段发射和大跨度荧光发射波长的报道；

13、（2）本发明培养的五个不同荧光发射的晶体，可实现从蓝光-黄光-红光的覆盖，并呈现不同的力致色变性能，通过单一化合物的五个晶型构筑防伪图案，结合力致色变能够实现防伪图案的高水平加密。

技术特征：

1.一种彩虹色和双波段荧光发射材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

2.根据权利要求1所述的一种咔唑基咪唑并吡啶类化合物的合成方法，其特征在于，所述钯催化剂与对氰基苯硼酸的投料摩尔比为1:100。

3.根据权利要求1所述的一种咔唑基咪唑并吡啶类化合物的合成方法，其特征在于，所述咔唑基溴代咪唑并吡啶与对氰基苯硼酸的投料摩尔比为1:1.2。

4.根据权利要求1所述的一种咔唑基咪唑并吡啶类化合物的合成方法，其特征在于，所述溶剂为四氢呋喃与水的混合溶剂，其体积比为10:1。

5.根据权利要求1所述的一种咔唑基咪唑并吡啶类化合物的合成方法，其特征在于，所述碱与咔唑基溴代咪唑并吡啶的投料摩尔比为2:1。

6.根据权利要求1所述的一种咔唑基咪唑并吡啶类化合物的合成方法，其特征在于，所述制备方法的反应时间为12~24小时。

7.根据权利要求1所述的咔唑基咪唑并吡啶类化合物的合成方法，其特征在于，所述粗产物的分离方法为柱层析，以乙酸乙酯和石油醚为洗脱剂。

8.根据权利要求1所述的咔唑基咪唑并吡啶类化合物不同晶体的培养方法，其特征在于，培养晶体的方式分别为二氯甲烷-石油醚（两种晶型）、四氢呋喃-石油醚、丙酮-石油醚和乙酸乙酯-石油醚。

9.根据权利要求1所述的咔唑基咪唑并吡啶类化合物不同晶体构筑防伪图案的方法，其特征在于，晶体分散的介质为芦荟胶，外力刺激方式为轻压、重压和研磨。

技术总结
本发明公开了一种彩虹色和双波段荧光发射材料的制备方法，该制备方法为：反应瓶中加入咔唑基溴代咪唑并吡啶与对氰基苯硼酸，四（三苯基膦）钯和碳酸钾作为催化剂，四氢呋喃和水为溶剂，于60<supgt;o</supgt;C~80<supgt; o</supgt;C的条件下搅拌下加热回流，反应粗产物经分离纯化后可得一个新的咔唑基咪唑并吡啶类化合物。通过溶剂扩散法，选用二氯甲烷‑石油醚、四氢呋喃‑石油醚、丙酮‑石油醚和乙酸乙酯‑石油醚为溶剂获得五种不同色光的晶体。本发明发展了多晶态和溶剂包合物晶态材料，实现了一个化合物的彩虹色和双波段荧光发射，并展示力致色变性能，将上述晶体分散在芦荟胶中可构筑高水平防伪材料，这种新颖的材料在防伪图案领域具有非常广阔的应用前景。

技术研发人员：王永涛,江剑锋
受保护的技术使用者：桂林理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15