基于脫氫樅酸芳環(huán)的芳胺熒光衍生物的合成與性能研究.pdf

1、有機(jī)電致發(fā)光材料以其驅(qū)動(dòng)電壓低、響應(yīng)速度快、分瓣率高等優(yōu)點(diǎn)，已成為當(dāng)今光電信息功能材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一;而且隨著超分子化學(xué)的快速發(fā)展，熒光分子探針在生命科學(xué)的應(yīng)用開始受到人們的重視，設(shè)計(jì)、合成新型的熒光衍生物逐漸成為當(dāng)今有機(jī)合成領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文圍繞脫氫樅酸芳胺熒光衍生物的合成、熒光性能以及它們在空穴傳輸材料和腫瘤細(xì)胞熒光成像方面的應(yīng)用展開研究，取得如下研究成果:
　　 1.通過C-N偶聯(lián)的方法設(shè)計(jì)、合成了7個(gè)脫氫樅酸二芳胺

2、(5a～5g)和8個(gè)脫氫樅酸三芳胺(6a～6h)兩個(gè)系列新型化合物。二芳胺化合物的合成采用鈀催化的C-N偶聯(lián)工藝，首次替代文獻(xiàn)報(bào)道的銅催化的N-芳基化反應(yīng)。物質(zhì)結(jié)構(gòu)通過元素分析、IR、1H NMR、13CNMR、MS及X射線衍射等確證。詳細(xì)研究了它們的紫外可見吸收光譜、熒光光譜、量子產(chǎn)率和熒光壽命，以及在不同極性溶劑中的熒光發(fā)射光譜特征。發(fā)現(xiàn)它們的紫外吸收波長在275-345nm，最大熒光發(fā)射波長在348-448 nm范圍內(nèi)。具有萘環(huán)和

3、聯(lián)苯基團(tuán)的長共軛體系的化合物以及芳環(huán)上連接供電子取代基的化合物熒光發(fā)射波長具有較大紅移。而且溶劑的極性對(duì)所有二芳胺系列化合物(5a～5g)和具有萘環(huán)(6f)和聯(lián)苯基團(tuán)(6b，6h)的部分三芳胺化合物的熒光發(fā)射波長有較大影響，而對(duì)其它三芳胺化合物的發(fā)射波長影響不明顯。所有化合物在不同極性溶劑中呈現(xiàn)不同的熒光強(qiáng)度。
　　 2.利用Gaussian03程序，采用密度泛函DFT/B3LYP方法首次對(duì)兩個(gè)系列脫氫樅酸芳胺化合物的分子構(gòu)型和

4、分子前線軌道HOMO、LUMO圖以及能級(jí)進(jìn)行全優(yōu)化，分析了分子結(jié)構(gòu)與熒光性能之間的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)含有大的共軛體系的萘環(huán)、聯(lián)苯環(huán)的化合物以及芳環(huán)上連接甲氧基、甲基和溴原子取代基團(tuán)的化合物具有較小的帶隙，而且隨著取代基數(shù)目的增加，其帶隙值變小。從化合物電子躍遷能量的角度分析，預(yù)測了這樣的化合物將具有更好的熒光性能，這一預(yù)測也得到了試驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證。
　　 3.對(duì)三芳胺系列化合物進(jìn)行了熱穩(wěn)定性、電化學(xué)性能分析，通過循環(huán)伏安法測得了物質(zhì)的氧化

5、還原電位，計(jì)算出HOMO、LUMO軌道能級(jí)，表明該化合物具有比較好的熱穩(wěn)定性、合適的HOMO能級(jí)(-5.26eV to-4.63eV)，可以作為多層OLED器件的空穴傳輸材料。將化合物6a～6h作為空穴傳輸材料應(yīng)用到OLED器件中，通過對(duì)器件的亮度-電壓、電流密度-電壓和發(fā)光效率-電流密度特性的測試，發(fā)現(xiàn)由6a,6d～6h制得的器件具有較低的啟動(dòng)電壓、較高的最大亮度和發(fā)光效率，其綜合性能優(yōu)于經(jīng)典的空穴傳輸材料N，N'-二苯基-N，N'-

6、雙-(1-萘基-1，1'-聯(lián)苯)-4，4'-二胺(NPB)。
　　 4.首次對(duì)兩個(gè)系列化合物5a～5g和6a～6h作為熒光分子探針，進(jìn)行了光穩(wěn)定性、細(xì)胞毒性以及腫瘤細(xì)胞成像的研究。結(jié)果表明，兩個(gè)系列化合物(濃度為2.0μM)對(duì)A549、7721、7901、Hela腫瘤細(xì)胞進(jìn)行處理，細(xì)胞的存活率均大于90％，毒性很低;化合物5a、5b、5e、5g和6a、6b、6d、6e、6g具有較好的光穩(wěn)定性，而5f、6c、6f及6h光穩(wěn)定性較差