一种光控荧光变色材料及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于荧光材料技术领域，确切地说是一种光控荧光变色材料及其制备方法和应用。

背景技术

以洁净、节能和节约为目标的光化学合成反应是化学、材料、能源、环境等多个学科共同关注的新兴领域，为新材料的制备提供了新方法和新技术。光化学合成反应是指在光的作用下进行新化合物或功能材料的合成研究。通常用紫外光或可见光，使电子从基态跃迁到激发态，然后这一激发态再进行其它光物理和光化学过程。光化学合成反应可以在固相、液相或气相下发生。其中，固相光化学合成尤其引人注目，特别是在晶体状态下，光照直接得到新物质的研究具有非常重要的理论意义和实用价值。

根据Schmidt提出的烯烃光环加成反应的理论：相邻烯烃分子中的烯键须平行排列，且相邻烯键的距离范围在

发明内容

本发明提供了一种光控荧光变色材料及其制备方法和应用。本发明光控荧光变色材料配合物1的荧光最大发射波长为486nm，为蓝绿光；配合物2的荧光最大发射波长为431nm，为蓝光。荧光的最大发射波长蓝移了55nm。本发明光控荧光变色材料，合成步骤简单，产率高，能够大量制备。

本发明光控荧光变色材料，为配合物1——[(C

配合物1的晶体属于三斜晶系，空间群为Pī，晶胞参数为

配合物2的晶体属于三斜晶系，空间群为Pī，晶胞参数为

配合物1在365nm紫外光的辐射下，平行的两个烯键发生[2+2]环加成反应，转变成配合物2——[(C

本发明光控荧光变色材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：配合物1的合成

将1-(3-吡啶基)-2-(4-吡啶基)-乙烯、2-硝基-1,4-苯二甲酸、六水合硝酸锌和去离子水置于反应釜中，于170℃恒温反应48小时，反应结束后缓慢冷却至室温，过滤、洗涤、收集晶态化合物，可得配合物1——[(C

步骤2：由配合物1转变为配合物2

将配合物1晶体置于发射波长为365nm的LED紫外灯下5cm距离处，光照30分钟，即可得到配合物2——[(C

本发明配合物1中，相邻的两个1-(3-吡啶基)-2-(4-吡啶基)-乙烯中的烯键，在365nm的LED紫外灯辐射下，转变为环丁烷衍生物的结构示意：

根据Schmidt[2+2]光环加成反应理论，即相邻烯键平行，并且双键间的距离小于

在385nm波长光的激发下，配合物1的荧光最大发射波长为486nm，为蓝绿光；在385nm 波长光的激发下，配合物2的荧光最大发射波长为431nm，为蓝光。配合物2较配合物1的荧光最大发射波长蓝移了55nm。

本发明制备方法工艺简单、反应条件温和、产率高。

附图说明

图1为配合物1——[(C

图2为配合物2——[(C

图3为配合物1和配合物2的荧光发射光谱图。

具体实施方式

非限定实施例叙述为下：

1-(3-吡啶基)-2-(4-吡啶基)-乙烯根据Alvaro Gordillo等人发表的文章Mechanistic Studies on the Pd-Catalyzed Vinylation of Aryl Halides withVinylalkoxysilanes in Water:The Effect of the Solvent and NaOH Promoter方法合成(参见：Alvaro Gordillo，Manuel A.Ortuno，Carmen Lopez-Mardomingo，AgustíLledos,GregoriUjaque，Ernesto de Jesus，J.Am.Chem.Soc.,2013,135, 13749–13763)。2-硝基-1,4-苯二甲酸和六水合硝酸锌从国药集团化学试剂有限公司购置。

1、配合物1——[(C

将1-(3-吡啶基)-2-(4-吡啶基)-乙烯0.91g(5mmol)，2-硝基-1,4-苯二甲酸1.05g(5mmol)，六水合硝酸锌1.49g(5mmol)和去离子水(20mL)加入到40mL反应釜中，将反应釜密封并置于170℃恒温反应48小时，反应结束后缓慢冷却至室温，得到无色晶体，过滤、洗涤、收集晶态化合物，室温下晾干，可得配合物1，产量：3.10g，产率：70％。其晶体学参数如下：

配位聚合物1的晶体学参数：C

配合物1的X-射线单晶结构图见图1。

2、由配合物1转变为配合物2——[(C

将配合物1(0.31g，0.5mmol)置于直径为10cm的培养皿内，然后放置于发光波长为365nm的LED紫外灯(20W)下5cm距离处光照30分钟，即可得到配合物2，产量：0.31g，产率：100％。其晶体学参数如下：

配位聚合物2的晶体学参数：C

配合物2的X-射线单晶结构图见图2。

3、配合物1和配合物2的荧光性质

配合物1和2都展现出良好的荧光性质。配合物1和2的固体荧光发射光谱均在室温条件下测定(图3)。配合物1和2在波长为385nm光的激发下发射荧光，其最大发射波长分别为486nm (1)和431nm(2)，而羧酸配体2-硝基对苯二甲酸在上述波长光的激发下没有荧光。已知1-(3- 吡啶基)-2-(4-吡啶基)-乙烯的最大发射波长为428nm(λ

配合物1和2的荧光发射光谱见图3。