兩類具有不同發(fā)光機制的有機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)點密不可分。同質譜法、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療法等領域。本文主要合成和研究了兩類具有不同發(fā)光機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，并對其熒光性質進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)分子內質子轉移(ESIPT)現(xiàn)象，并有聚集引起的熒光增強(

3、AIE)效應。通過量子化學理論計算揭示了其AIE活性的機理是激發(fā)態(tài)分子內扭轉電荷轉移(TICT)受阻。我們對其TPE衍生物熒光性質的研究發(fā)現(xiàn)，TPE衍生物在溶液中的量子產(chǎn)率均比母體小，而在固體時的發(fā)射強度均比母體的大。此外，由于TPE是強的憎水基團，降低了形成聚集態(tài)所需的單體濃度；同時，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度，原因在于前者具有晶體誘導的熒光增強(CIEE)效應，透射電鏡測試的結果也證

4、明了這一點。量化計算結果表明，向母體分子中引入TPE基團后，盡管它們仍保持了母體具有的ESIPT現(xiàn)象，但其固體發(fā)光機制由TICT受阻轉變成經(jīng)典的分子內單鍵旋轉受阻(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二氟化硼配合物，并對其進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，如量子產(chǎn)率較高、摩爾消光系數(shù)大等特點。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、同時還均有較強的固體熒光發(fā)射。我們培養(yǎng)了苯環(huán)上含二甲氨基和氫原子的兩個配合物的單晶，晶體結構解析表明，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形成了密集的空間網(wǎng)狀結構，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基團后，