功能性熒光染料的合成與性質(zhì)研究.pdf

1、熒光染料是近年發(fā)展起來(lái)的一類(lèi)很有前景的功能性染料。本文簡(jiǎn)要概述了熒光染料的發(fā)展，熒光染料的種類(lèi)和前景。以氟硼二吡咯(一般簡(jiǎn)寫(xiě)為 BODIPY)類(lèi)染料及蒽基類(lèi)固態(tài)發(fā)光染料為主，介紹了幾類(lèi)不同熒光染料的合成方法，及其性質(zhì)和功能方面的研究與探索。
　　本論文的主要工作包括以下三個(gè)方面：
　　1，我們?cè)O(shè)計(jì)合成了以硼氟2-[2′-吡啶]咪唑和二芳烯結(jié)構(gòu)為母體結(jié)構(gòu)，以對(duì)許多金屬離子都有一定識(shí)別能力的噻吩環(huán)為離子識(shí)別基團(tuán)的硼氟熒光化合物（

2、BOPIM-T）。其中BOPIMs是我們課題組研發(fā)出的具有優(yōu)良的抗團(tuán)聚能力和超大Stoke位移（超過(guò)100nm）的一類(lèi)新型硼氟熒光染料。此外，由于其分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移效率非常之高，導(dǎo)致此類(lèi)熒光化合物的熒光發(fā)射強(qiáng)度和熒光量子產(chǎn)率非常大程度上依賴(lài)于其終端取代基。富電子基提供電子，使發(fā)射波長(zhǎng)紅移，而缺電子基起相反的作用。金屬離子和末端的取代基配合后，大大的改變了分子內(nèi)部的電子環(huán)境，于是終端取代基向 B原子中心發(fā)生的ICT過(guò)程得到加強(qiáng)或者削弱甚至有

3、可能使熒光完全猝滅，其結(jié)果是導(dǎo)致熒光發(fā)射紅移或者藍(lán)移?？傊?，如果ICT過(guò)程得到加強(qiáng)的話，熒光發(fā)射波長(zhǎng)就會(huì)紅移；ICT過(guò)程被削弱的話，熒光發(fā)射波長(zhǎng)就會(huì)藍(lán)移。因，金屬離子的比率檢測(cè)可以實(shí)現(xiàn)。由于噻吩能與金屬離子比較溫和的配合，我們將其引入BOPIM發(fā)光團(tuán)的末端讓其與Cd2+完成絡(luò)合；
　　2，我們?cè)O(shè)計(jì)合成了新的BOPIM-R雙發(fā)光團(tuán)體系OFF-ON型熒光分子探針，并且詳細(xì)探討了其在不同金屬離子存在下的紫外可見(jiàn)吸收和熒光發(fā)射光譜性質(zhì)，得

4、知了在Al3+和Fe3+存在的條件下，BOPIM-R在560nm處出現(xiàn)了明顯的新的吸收峰，熒光發(fā)射譜圖上也出現(xiàn)了585nm的橘紅色熒光發(fā)射峰，隨著Al3+和Fe3+的濃度增加，吸收和發(fā)射強(qiáng)度也不斷增加，混合液的顏色也由之前肉眼可見(jiàn)的淡黃色變?yōu)榉奂t色，而加入足量的檸檬酸后，BOPIM-R的混合溶液又變?yōu)樵瓉?lái)的淡黃色，顯示了它的可重復(fù)利用的性質(zhì)。在金屬競(jìng)爭(zhēng)實(shí)驗(yàn)中我們發(fā)現(xiàn)在配合物BOPIM-R對(duì)Al3+的響應(yīng)不受其他金屬離子的干擾，對(duì)Fe3+

5、的響應(yīng)也只會(huì)受到Al3+的影響，即Al3+對(duì)BOPIM-R的絡(luò)合能力強(qiáng)于Fe3+。最后我們利用Job's plot法得到BOPIM-R與Al3+和Fe3+的結(jié)合比均為1:1,還探討了BOPIM-R與他們的絡(luò)合機(jī)理。因此，我們成功首次合成了以BOPIM和羅丹明B為基本結(jié)構(gòu)，同時(shí)對(duì)Al3+和Fe3+有響應(yīng)的Off-On型熒光分子探針。
　　3，我們?cè)O(shè)計(jì)合成出一種基于蒽的剛性共軛結(jié)構(gòu)的固態(tài)發(fā)光化合物（BDPIA），它具有高對(duì)比度力至變色