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)展起來的一類很有前景的功能性染料。本文簡要概述了熒光染料的發(fā)展，熒光染料的種類和前景。以氟硼二吡咯(一般簡寫為 BODIPY)類染料及蒽基類固態(tài)發(fā)光染料為主，介紹了幾類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方面：
　　1，我們設(shè)計合成了以硼氟2-[2′-吡啶]咪唑和二芳烯結(jié)構(gòu)為母體結(jié)構(gòu)，以對許多金屬離子都有一定識別能力的噻吩環(huán)為離子識別基團的硼氟熒光化合物（

2、BOPIM-T）。其中BOPIMs是我們課題組研發(fā)出的具有優(yōu)良的抗團聚能力和超大Stoke位移（超過100nm）的一類新型硼氟熒光染料。此外，由于其分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移效率非常之高，導(dǎo)致此類熒光化合物的熒光發(fā)射強度和熒光量子產(chǎn)率非常大程度上依賴于其終端取代基。富電子基提供電子，使發(fā)射波長紅移，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過程得到加強或者削弱甚至有

3、可能使熒光完全猝滅，其結(jié)果是導(dǎo)致熒光發(fā)射紅移或者藍移。總之，如果ICT過程得到加強的話，熒光發(fā)射波長就會紅移；ICT過程被削弱的話，熒光發(fā)射波長就會藍移。因，金屬離子的比率檢測可以實現(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)光團的末端讓其與Cd2+完成絡(luò)合；
　　2，我們設(shè)計合成了新的BOPIM-R雙發(fā)光團體系OFF-ON型熒光分子探針，并且詳細探討了其在不同金屬離子存在下的紫外可見吸收和熒光發(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)射強度也不斷增加，混合液的顏色也由之前肉眼可見的淡黃色變?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)樵瓉淼牡S色，顯示了它的可重復(fù)利用的性質(zhì)。在金屬競爭實驗中我們發(fā)現(xiàn)在配合物BOPIM-R對Al3+的響應(yīng)不受其他金屬離子的干擾，對Fe3+

5、的響應(yīng)也只會受到Al3+的影響，即Al3+對BOPIM-R的絡(luò)合能力強于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)，同時對Al3+和Fe3+有響應(yīng)的Off-On型熒光分子探針。
　　3，我們設(shè)計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），它具有高對比度力至變色