氰基二苯乙烯類刺激響應(yīng)型熒光材料的設(shè)計、合成與性質(zhì).pdf

1、刺激響應(yīng)發(fā)光材料是一類“智能”材料，它們的顏色和熒光發(fā)射峰位/強度能被外部環(huán)境刺激（如熱、壓、pH、光、水、離子、有機小分子等）進(jìn)行轉(zhuǎn)換或調(diào)節(jié)。刺激響應(yīng)發(fā)光材料被廣泛地應(yīng)用于熒光傳感器、記憶芯片、防偽紙、邏輯運算、光編碼、光開關(guān)、數(shù)據(jù)存儲、安全墨水和生物成像等領(lǐng)域。因此，刺激響應(yīng)發(fā)光材料的設(shè)計、合成和應(yīng)用受到研究人員越來越多的關(guān)注。刺激響應(yīng)發(fā)光材料在溶液或固體狀態(tài)下應(yīng)具有較強的發(fā)光性能。設(shè)計、制備在固態(tài)或溶液狀態(tài)下具有刺激響應(yīng)性質(zhì)的熒光

2、材料具有重要的理論指導(dǎo)意義和實際應(yīng)用價值。本文在充分調(diào)研相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，基于分子設(shè)計理念，通過將具有優(yōu)良發(fā)光性能且易于合成的氰基取代二苯乙烯結(jié)構(gòu)單元的引入，構(gòu)建了刺激響應(yīng)熒光材料4、TSA和TC以及星狀有機硼發(fā)光材料TB1-TB4。研究了化合物4、TSA和TC在化學(xué)傳感、數(shù)據(jù)存儲和安全墨水等方面的應(yīng)用及TB1-TB4的光物理性能。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴設(shè)計合成了一種新型的具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光(AIE)活性的線型共軛雙希夫堿(E

3、)-N，N-二-(4(Z)-2-(丁氧基苯基)-1-氰基苯乙烯)-1，4-苯二甲酰亞胺(4),對化合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征?；衔?+Hg2+在四氫呋喃(THF)和水/THF中顯示出明顯的顏色和熒光發(fā)射變化，可實現(xiàn)裸眼識別Hg2+。Hg2+的加入刺激誘導(dǎo)化合物4熒光增強性能，可實現(xiàn)高選擇性和高靈敏度識別THF、水/THF以及活細(xì)胞中的Hg2+。其在THF和水/THF中的檢測限分別為3.4×10-9和2.4×10-7M。通過4的聚集模式合理地

4、解釋了其對Hg2+的刺激響應(yīng)機理。⑵設(shè)計合成了一種新型的在溶液和固體狀態(tài)下都有熒光發(fā)射的含活性氨基的A型氰基取代二苯乙烯衍生物(TSA)，對化合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，研究了其光物理性質(zhì)和多刺激響應(yīng)性能。結(jié)果表明:TSA可在H2O/EtOH混合溶劑中識別PA,檢測限為0.3μM; TSA可檢測有機溶劑中的痕量水:在THF中檢測限為0.4μM，在EtOH中為0.80μM。此外，TSA對酸/堿、研磨等刺激都有熒光響應(yīng)性能，可用于酸堿指示和信息數(shù)

5、據(jù)存儲。⑶設(shè)計合成了含α-氰基取代二苯乙烯結(jié)構(gòu)單元和噻吩基團(tuán)的二氟硼配合物(TC)，并對化合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。TC在溶液和固態(tài)下均具有高熒光發(fā)射性能，其絕對熒光量子產(chǎn)率分別為固體ΦF=33.0％，TC-THF溶液ΦF=260％。X-射線衍射分析結(jié)果表明TC的剛性結(jié)構(gòu)、分子間氫鍵和疏松有序的分子堆積是其具有高熒光發(fā)射的主要原因。在外界刺激（如酸、研磨）下，TC的熒光發(fā)射會發(fā)生強度減弱、波長紅移以及熒光壽命減短。X-射線粉末衍射和掃描電子

6、顯微鏡研究結(jié)果表明樣品的壓致變色是由原始樣品和研磨后樣品的微晶-無定型狀態(tài)轉(zhuǎn)變引起的。TC的高熒光發(fā)射和多刺激響應(yīng)性能可用于熒光酸堿指示、安全墨水和復(fù)寫信息存儲。⑷設(shè)計合成了四種新型星狀的含氰基二苯基乙烯結(jié)構(gòu)單元的席夫堿化合物TX1-TX4及其四配位二氟硼配合物TB1-TB4，對它們的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。初步研究了它們的結(jié)構(gòu)與光物理性質(zhì)之間的相關(guān)性。研究結(jié)果表明化合物TB1-TB4具有高的摩爾吸收系數(shù)，TB1-TB3在溶液和固體態(tài)下發(fā)光優(yōu)良