一种氰基取代苯并咪唑发光化合物及其制备方法

本发明涉及有机合成，尤其涉及一种氰基取代苯并咪唑发光化合物及其制备方法。

背景技术：

1、

2、苯并咪唑环是含两个氮原子的芳香杂环，这种特殊的结构可以与生物体内的酶和受体等形成氢键，因此，具有广泛的生物活性和药理学应用。许多天然产物和合成药物都含有苯丙咪唑类结构，如嘌呤类药物、焦亚硫酸盐抑制剂和一些抗癌药物等。而且，苯并咪唑含有共轭π键与相关金属发生配位化学反应，从而可制备新型的具有发光性质的材料。因此对苯并咪唑及其衍生物的制备引起了越来越多有机化学工作者和药物化学工作者的研究兴趣。

3、目前很多发光化合物为了提高发光效率，多采取热活化延迟荧光(tadf)类的分子，这类分子具有扭曲的分子构型，因此合成方法复杂且产率不高，副产物多等问题。

技术实现思路

1、鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种氰基取代苯并咪唑发光化合物及其制备方法，用以解决现有发光化合物结构复杂，且制备方法复杂，副产物多，产率低等问题之一。

2、第一方面，本发明提供了一种氰基取代苯并咪唑发光化合物，所述的化合物的结构式如式i所示：

3、

4、其中，r选自含1～5个碳原子的烷基或烷氧基、乙烯基、苯基、取代苯基或含2～5个苯环的稠环基团中的一种或几种，所述取代苯基中的取代基选自羟基、氰基、硝基、甲氧基、二甲氨基、卤族原子、甲氧基苯基、二甲氨基苯基中的一种或几种。

5、进一步的，所述的化合物选自以下结构式中的一种：

6、

7、第二方面，本发明提供了一种上述化合的制备方法，包括如下步骤：将2,3-二氨基邻苯二甲腈、醛或醛的衍生物和钠盐溶于有机溶剂中，在惰性气体下，加热反应，得到粗产物，将所述的粗产物减压过滤去除有机溶剂和钠盐，经柱层析或重结晶处理，得到所述的氰基取代苯并咪唑发光化合物。

8、进一步的，所述的醛或醛的衍生物选自乙醛、苯甲醛、邻羟基苯甲醛、4-(4-甲氧基苯基)-苯甲醛、9-蒽甲醛中的一种或几种。

9、进一步的，所述的钠盐选自硫代硫酸钠、碳酸钠、焦亚硫酸钠、碳酸氢钠中的一种或几种。

10、进一步的，所述的有机溶剂选自n-甲基吡咯烷酮、n,n-二甲氨基甲酰胺、二甲基亚砜、乙二醇中的一种或几种。

11、进一步的，所述的加热反应的温度为110～160℃，加热时间24～48h。

12、进一步的，所述的柱层析中淋洗液为石油醚和乙酸乙酯体系或二氯甲烷和甲醇体系。

13、进一步的，所述的石油醚和乙酸乙酯的体积比为10:1～1:1，二氯甲烷和甲醇的体积比为200:1～50:1。

14、进一步的，所述的重结晶采用乙醇为溶剂。

15、第三方面，本发明提供了一种长寿命室温磷光尼龙复合材料，所述的复合材料包括以下结构式中的一种：

16、

17、与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

18、(1)本发明所述的氰基取代苯并咪唑发光化合物含有咪唑单元，可以与其他金属进行配位，生成具有良好生物和化学活性的金属配合物，应用于医药中间体生产、精细化工、金属防腐等众多领域；

19、(2)本发明中在苯并咪唑环上引入强吸电子的氰基，一方面可以改变这类化合物的电子构型，另一方面可以增加其与生物酶和受体的反应位点，可用作制备高性能发光材料，用于生物催化或成像领域；

20、(3)本发明所制备的化合物的制备步骤简单，副产物少，产率高，为现有的苯并咪唑发光化合物的制备提供一种新策略；

21、(4)本发明的复合材料能够有效隔绝水和氧，进而有效提高材料的发光量子产率；本发明的复合材料具有发光寿命长，发光效率高，发光性能稳定的优点，该材料可被加工成薄膜或纤维，纤维可以作为传输光子信号的材料，应用于信息加密传输。

22、本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

技术特征：

1.一种氰基取代苯并咪唑发光化合物，其特征在于，所述的化合物的结构式如式i所示：

2.根据权利要求1所述的一种氰基取代苯并咪唑发光化合物，其特征在于，所述的化合物选自以下结构式中的一种：

3.一种权利要求1或2所述的化合的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将2,3-二氨基邻苯二甲腈、醛或醛的衍生物和钠盐溶于有机溶剂中，在惰性气体下，加热反应，得到粗产物，将所述的粗产物减压过滤去除有机溶剂和钠盐，经柱层析或重结晶处理，得到所述的氰基取代苯并咪唑发光化合物。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的醛或醛的衍生物选自乙醛、苯甲醛、邻羟基苯甲醛、4-(4-甲氧基苯基)-苯甲醛、9-蒽甲醛中的一种或几种。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的钠盐选自硫代硫酸钠、碳酸钠、焦亚硫酸钠、碳酸氢钠中的一种或几种。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的有机溶剂选自n-甲基吡咯烷酮、n,n-二甲氨基甲酰胺、二甲基亚砜、乙二醇中的一种或几种。

7.根据权利要求3-6任一项所述的方法，其特征在于，所述的加热反应的温度为110～160℃，加热时间为24～48h。

8.根据权利要求3-6任一项所述的方法，其特征在于，所述的柱层析中淋洗液为石油醚和乙酸乙酯体系或二氯甲烷和甲醇体系。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述的石油醚和乙酸乙酯的体积比为10:1～1:1，二氯甲烷和甲醇的体积比为200:1～50:1。

10.一种长寿命室温磷光尼龙复合材料，其特征在于，所述的复合材料包括以下结构式中的一种：

技术总结本发明涉及一种氰基取代苯并咪唑发光化合物及其制备方法，涉及有机合成技术领域，用以解决现有发光化合物结构复杂，且制备方法复杂，副产物多，产率低等问题之一。本发明提供了一种氰基取代苯并咪唑发光化合物，所述的化合物的结构式如式I所示：其中，R选自含1～5个碳原子的烷基或烷氧基、乙烯基、苯基、取代苯基或含2～5个苯环的稠环基团中的一种或几种，所述取代苯基中的取代基选自羟基、氰基、硝基、甲氧基、二甲氨基、卤族原子、甲氧基苯基、二甲氨基苯基中的一种或几种。所述的化合物具有良好的光物理性能，可用作制备高性能发光材料，且该化合物的制备步骤简单，副产物少，产率高。技术研发人员：钟羽武,马点雪,李仲秋受保护的技术使用者：中国科学院化学研究所技术研发日：技术公布日：2024/6/18