具有聚集诱导发光特性的两亲性发光分子及制备方法与流程

本发明属于有机发光材料领域，尤其涉及一种具有聚集诱导发光特性（aie）的两亲性发光分子及制备方法。

背景技术

传统的荧光发色团多为具有大共轭体系的刚性平面分子，在稀溶液中有很高的荧光量子产率，但在聚集状态下荧光减弱甚至不发光，即聚集导致了荧光猝灭（aggregationcausedquenching,acq）（science,1994,265,765;nature,1999,397,121）。但在实际应用中，荧光材料往往需要制成固体或薄膜形式，荧光分子之间发生聚集是不可避免的。2001年tang和他的共同工作者们报道了一种“非常规”的聚集诱导发光（aggregation-inducedemission,aie）现象：一些有机发色团在溶液状态不发光，但聚集后或固态中分子的荧光发射显著增强（chem.commun.,2001,1740）。具有aie性质的化合物从根本上克服了聚集导致荧光猝灭的难题，引起了广泛的研究兴趣，至今已开发出从蓝光到红光覆盖整个可见光波长范围的aie体系,并被广泛地应用于高效的发光器件、生物检测及化学生物传感器等众多领域（chem.commun.,2009,4332；chem.soc.rev.,2011,40,5361；chem.commun.,2011,11273；j.mater.chem.,2012,22,8622；chem.commun.,2013,2491；chem.soc.rev.,2014,doi:10.1039/c4cs00325j；j.am.chem.soc.2013,135,4757；nanoscale2013,5,2065）。

然而，目前公开报道的aie体系主要集中于具有共轭基团的有机小分子和有机聚合物（j.mater.chem.2010,20,1858;funct.mater.2013,23,2329;j.am.chem.soc.2013,135,4757;j.mater.chem.2012,22,18505），对于生物应用来说这些含有大的共轭基团的分子存在水溶性差，具有较大的细胞毒性，易引起急性炎症等缺陷，严重限制了它们在生物医药领域的应用。另一方面，目前已有关于两亲性的aie分子的研究和报道。在结构上，两亲性发光分子通常既含有疏水结构单元又含有亲水结构单元。因此，在水溶液中，两亲性发光分子通过自组装能够形成具有疏水核和亲水壳结构的纳米胶束(j.phys.chem.a,2005,109,10418)。可应用于化学和生物方面，然而现有产品极少。

技术实现要素：

本发明是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，提供一种具有聚集诱导发光特性的两亲性发光分子及制备方法

本发明的技术解决方案是：一种具有聚集诱导发光特性的两亲性发光分子，其特征在于化学结构式如下：

。

一种上述具有聚集诱导发光特性的两亲性发光分子的制备方法，其特征在于依次按照如下步骤进行：

a.在氮气氛围下，用溶剂将十六胺溶解，然后再加入丁二酸酐，恒温磁力搅拌至反应完全，所述十六胺和丁二酸酐的摩尔比为1：1~2；

b.冷却后加水，抽滤得到白色固体；

c.将得到的白色固体置于干燥箱中100℃干燥过夜，得到浅黄色固体；

d.将得到的浅黄色固体与jeffamine聚醚胺混合，磁力搅拌至反应完全，所述jeffamine聚醚胺与浅黄色固体的摩尔比为1：2-3；

e.将反应产物置于干燥箱中100℃干燥过夜，得到棕黄色固体，即目标产物。

本发明提供一种具有聚集诱导发光（aie）特性的两亲性发光分子，只含有酰胺基发色团，不含有传统的共轭发色团，可溶于水。当水溶液的浓度≥临界胶束浓度时，疏水链段夹带着酰胺基在多重氢键以及强疏水作用下自动迁移至胶束的内部，形成一个强疏水性的内核结构，亲水链段与水相接触，形成了具有疏水内核和亲水外壳的球形自荧光纳米胶束，具有很强的蓝光发射，可广泛应用于各个领域。本发明制备方法简单，纯化容易。

附图说明

图1为本发明实施例发光分子临界胶束浓度的测定示意图。

图2为本发明实施例两亲性发光分子在2g/l水溶液中自组装形成的胶束sem图。

图3为本发明实施例两亲性发光分子在2g/l水溶液中自组装形成的胶束

tem图。

图4为本发明实施例两亲性发光分子不同浓度水溶液的荧光发射光谱，插图为发光分子溶液在紫外光辐照下的照片。

具体实施方式

实施例1：

本发明的具有聚集诱导发光特性的两亲性发光分子，化学结构式如下：

。

制备方法，依次按照如下步骤进行：

a.在氮气氛围下，将dmso溶剂置于烧瓶瓶中，加入十六胺溶解，待完全溶解后再加入丁二酸酐，将烧瓶放入恒温磁力搅拌加热器中，恒温磁力搅拌4h，即保证两者反应完全，十六胺和丁二酸酐的摩尔比为1：1；反应过程中可用埃利希试剂检测酰胺化反应是否完全；

b.冷却后加水，抽滤得到白色固体；

c.将得到的白色固体置于干燥箱中100℃干燥过夜，得到浅黄色固体（中间产物）；

d.将得到的浅黄色固体与jeffamine聚醚胺混合置于烧瓶中，将烧瓶放入恒温磁力搅拌加热器中，恒温磁力搅拌4h，即保证两者反应完全（反应过程中可用埃利希试剂检测酰胺化反应是否完全），所述jeffamine聚醚胺与浅黄色固体的摩尔比为1：2；

jeffamine聚醚胺具有如下结构：

式中，x、z为3的整数，y为39的整数；

e.将反应产物置于干燥箱中100℃干燥过夜，得到棕黄色固体，即目标产物。

反应过程结构变化如下：

本发明实施例1发光分子的临界胶束浓度（cmc）如图1所示。从图1可以看出，本发明实施例1的临界胶束浓度为0.5g/l。

实验：

1.取浓度为2g/l本发明实施例1的发光分子水溶液（溶液的浓度高于cmc值），在室温下，分别测定sem图，tem图，结果分别如图2、图3所示。

从图2、图3可以看出：本发明实施例1的发光分子在水溶液浓度高于cmc值时，在溶液中形成了纳米球形胶束，粒径为40~60nm。

2.本发明实施例1两亲性发光分子不同浓度水溶液的荧光发射光谱如图4所示，插图为发光分子溶液在紫外光辐照下的照片。

从图4可以看出，当溶液的浓度低于临界胶束浓度时，在荧光光谱中几乎观察不到荧光发射峰；但当溶液浓度高于临界胶束浓度时，在400~500nm处可观察到强的荧光发射峰，且荧光强度随着溶液浓度的增加而显著增加，显示出聚集诱导发光（aie）的性质。插图为发光分子溶液在紫外光辐照下的照片，由照片可知，溶液浓度高于临界胶束浓度时，形成具有蓝光辐射的自荧光纳米胶束。

实施例2：

制备方法，依次按照如下步骤进行：

a.在氮气氛围下，将dmso溶剂置于烧瓶瓶中，加入十六胺溶解，待完全溶解后再加入丁二酸酐，将烧瓶放入恒温磁力搅拌加热器中，恒温磁力搅拌6h，即保证两者反应完全，十六胺和丁二酸酐的摩尔比为1：2；反应过程中可用埃利希试剂检测酰胺化反应是否完全；

b.冷却后加水，抽滤得到白色固体；

c.将得到的白色固体置于干燥箱中100℃干燥过夜，得到浅黄色固体（中间产物）；

d.将得到的浅黄色固体与jeffamine聚醚胺混合置于烧瓶中，将烧瓶放入恒温磁力搅拌加热器中，恒温磁力搅拌6h，即保证两者反应完全（反应过程中可用埃利希试剂检测酰胺化反应是否完全），所述jeffamine聚醚胺与浅黄色固体的摩尔比为1：3；

jeffamine聚醚胺具有如下结构：

式中，x、z为3的整数，y为39的整数；

e.将反应产物置于干燥箱中100℃干燥过夜，得到棕黄色固体，即目标产物。