兩類具有不同發(fā)光機(jī)制的有機(jī)小分子熒光化合物的合成及其光物理性能研究.pdf

1、近年來，熒光分析法發(fā)展迅速，這與其具有許多優(yōu)點(diǎn)密不可分。同質(zhì)譜法、電子探針法、極譜法等分析方法相比，熒光分析法所用的設(shè)備簡單、便宜，但其檢測靈敏度高，選擇性也很好。因此，熒光化合物的應(yīng)用非常廣泛，可用于熒光染料、熒光成像、生物探針、光致發(fā)光器件以及光動力學(xué)療法等領(lǐng)域。本文主要合成和研究了兩類具有不同發(fā)光機(jī)制的小分子熒光化合物，即：溶液態(tài)沒有熒光而固態(tài)有強(qiáng)烈熒光發(fā)射的(Z)-3-(喹啉-2-甲叉基)-3,4-二氫喹喔啉-2(1H)-酮及其

2、四苯乙烯(TPE)衍生物，以及溶液態(tài)和固態(tài)均有強(qiáng)烈熒光發(fā)射的(Z)-2-(菲啶-6(5H)-亞基)-1-取代芳基乙酮為配體的二氟化硼配合物。主要研究內(nèi)容如下：
　　1.合成了(Z)-3-(喹啉-2-甲叉基)-3,4-二氫喹喔啉-2(1H)-酮及其TPE衍生物，并對其熒光性質(zhì)進(jìn)行了一系列的測試研究：(Z)-3-(喹啉-2-甲叉基)-3,4-二氫喹喔啉-2(1H)-酮具有激發(fā)態(tài)分子內(nèi)質(zhì)子轉(zhuǎn)移(ESIPT)現(xiàn)象，并有聚集引起的熒光增強(qiáng)(

3、AIE)效應(yīng)。通過量子化學(xué)理論計(jì)算揭示了其AIE活性的機(jī)理是激發(fā)態(tài)分子內(nèi)扭轉(zhuǎn)電荷轉(zhuǎn)移(TICT)受阻。我們對其TPE衍生物熒光性質(zhì)的研究發(fā)現(xiàn)，TPE衍生物在溶液中的量子產(chǎn)率均比母體小，而在固體時(shí)的發(fā)射強(qiáng)度均比母體的大。此外，由于TPE是強(qiáng)的憎水基團(tuán)，降低了形成聚集態(tài)所需的單體濃度；同時(shí)，我們還發(fā)現(xiàn)TPE連在喹啉環(huán)上比其連在喹喔啉環(huán)上的化合物具有更高的固體熒光強(qiáng)度，原因在于前者具有晶體誘導(dǎo)的熒光增強(qiáng)(CIEE)效應(yīng)，透射電鏡測試的結(jié)果也證

4、明了這一點(diǎn)。量化計(jì)算結(jié)果表明，向母體分子中引入TPE基團(tuán)后，盡管它們?nèi)员３至四阁w具有的ESIPT現(xiàn)象，但其固體發(fā)光機(jī)制由TICT受阻轉(zhuǎn)變成經(jīng)典的分子內(nèi)單鍵旋轉(zhuǎn)受阻(RIR)。
　　2.合成了以(Z)-2-(菲啶-6(5H)-亞基)-1-取代芳基乙酮為配體的有機(jī)二氟化硼配合物，并對其進(jìn)行了熒光性能的研究。發(fā)現(xiàn)這類化合物具有良好的溶液態(tài)熒光性質(zhì)，如量子產(chǎn)率較高、摩爾消光系數(shù)大等特點(diǎn)。除了苯環(huán)上含有二甲氨基的配合物之外，這一系列的配合物

5、同時(shí)還均有較強(qiáng)的固體熒光發(fā)射。我們培養(yǎng)了苯環(huán)上含二甲氨基和氫原子的兩個(gè)配合物的單晶，晶體結(jié)構(gòu)解析表明，分子間的π-π、C-H…π、C-H…F等相互作用使得前者分子在聚集時(shí)形成了密集的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，致使激發(fā)態(tài)能在分子間耗散，其固體熒光淬滅；而后者的分子在聚集時(shí)形成孤立的二聚體，二聚體之間并沒有密集的相互作用，因此有強(qiáng)烈的固體熒光。
　　此外，(Z)-2-(菲啶-6(5H)-亞基)-1-苯乙酮配合物分子的不同位置分別引入TPE基團(tuán)后，