吡嗪衍生物的合成及其光學(xué)性質(zhì)的研究.pdf

1、本論文對新型有機雙光子上轉(zhuǎn)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(jié)論如下： 1.吡嗪衍生物的合成及其電子結(jié)構(gòu) 以苯甲醛和甲基取代吡嗪為原料，通過羥醛縮合反應(yīng)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(zhuǎn)移情況，發(fā)現(xiàn)在各種分子中電子都是由側(cè)鏈中的電子給體向吡嗪環(huán)轉(zhuǎn)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(yīng)溫度這兩個因素對納米顆粒成型的影響。 3.線性光學(xué)性質(zhì)的研究 系統(tǒng)研究了溶劑的極性及分子結(jié)構(gòu)對化合物的線性光學(xué)特性的影響，得出如下結(jié)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(xué)效應(yīng)。 （2）隨著側(cè)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(chǎn)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。可見支鏈處于對位構(gòu)成了更大的電子離域體系，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(zhì) （1）測定了化合物C和D的入射激光功率和上轉(zhuǎn)換熒光強度的關(guān)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(dǎo)致的單/雙光子吸收所達到的Franck-Condon態(tài)可能不同，但經(jīng)過弛豫、內(nèi)轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換熒光性質(zhì)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(nèi)具有較強的雙光子熒光發(fā)射。