吡嗪衍生物的合成及其光學性質的研究.pdf

1、本論文對新型有機雙光子上轉換熒光材料進行了探索。首次合成了四個具有強雙光子熒光的新型有機發(fā)光分子：2，6-二苯乙烯基吡嗪（A）；2，5-二苯乙烯基吡嗪（B）；2，3，5-三苯乙烯基吡嗪（C）；2，3，5，6-四苯乙烯基吡嗪（D）。主要工作和結論如下： 1.吡嗪衍生物的合成及其電子結構 以苯甲醛和甲基取代吡嗪為原料，通過羥醛縮合反應合成了一系列雙支、三支和四支吡嗪衍生物。利用Gaussian03程序包中的PM3方法計算了各

2、分子電荷轉移情況，發(fā)現(xiàn)在各種分子中電子都是由側鏈中的電子給體向吡嗪環(huán)轉移，即吡嗪環(huán)作為電子受體。 2.吡嗪衍生物有機納米顆粒的制備與表征 利用再沉淀法、溶劑揮發(fā)法和模板法制備有機化合物的納米顆粒，用SEM及TEM進行表征，同時討論了再沉淀法制備中的光照時間和反應溫度這兩個因素對納米顆粒成型的影響。 3.線性光學性質的研究 系統(tǒng)研究了溶劑的極性及分子結構對化合物的線性光學特性的影響，得出如下結論：

3、（1）隨著溶劑極性的增大，單光子熒光（SPEF）波長藍移：化合物表現(xiàn)出負溶致動力學效應。 （2）隨著側鏈數(shù)目的增加，線性吸收和發(fā)射波長紅移，SPEF強度、熒光量子產率明顯增加。 （3）盡管A，B都是兩支化合物，但B（支鏈處于對位）的最大吸收波長比A的紅移了88 nm?？梢娭ф溙幱趯ξ粯嫵闪烁蟮碾娮与x域體系，支鏈之間存在更強的電子耦合作用。 （4）測試有機納米的固體熒光，發(fā)現(xiàn)聚集態(tài)的變化會引起分子最大熒光發(fā)射波長

4、的變化，納米小顆粒的分布越分散，顆粒越規(guī)整，其熒光波長越發(fā)生藍移。 4.雙光子吸收發(fā)射性質 （1）測定了化合物C和D的入射激光功率和上轉換熒光強度的關系曲線。研究表明輸出熒光強度正比于入射光功率的平方。 （2）雙光子熒光（TPEF）與SPEF有著相似的變化規(guī)律，既化合物間的SPEF波長紅移順序與TPEF的相同，都是雙支<三支<四支，且化合物的相對熒光強度順序相同，都按照雙支<三支<四支的順序增大。這意味著雖然由于

5、躍遷的不同而導致的單/雙光子吸收所達到的Franck-Condon態(tài)可能不同，但經過弛豫、內轉換等各種非輻射過程后，最終到達的熒光發(fā)射態(tài)是相同的。 （3）具有鄰對位支鏈的B，C，D，它們的雙光子吸收截面（σ）比值（1：2.8：3.7）接近于支鏈數(shù)的平方（1：2.25：4）。 總之，本文著眼于探索新型具有強雙光子上轉換熒光性質的材料，合成并表征了吡嗪衍生物。實驗發(fā)現(xiàn)它們在藍紫光到黃綠光的波段范圍內具有較強的雙光子熒光發(fā)射。