苝二酰亞胺衍生物的設(shè)計(jì)、合成和異質(zhì)介質(zhì)中的性質(zhì)研究.pdf

1、苝二酰亞胺(簡(jiǎn)稱PDI)類衍生物具有優(yōu)異的光、熱及化學(xué)穩(wěn)定性，在可見(jiàn)光區(qū)到紅外光區(qū)有很強(qiáng)的吸收和發(fā)射，是一種具有獨(dú)特的光物理和光化學(xué)性質(zhì)的有機(jī)光電材料。在太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化、電致發(fā)光、液晶材料以及生物熒光探針等方面有廣泛的應(yīng)用前景。近年來(lái)，對(duì)其發(fā)光性質(zhì)和光物理性質(zhì)的研究愈來(lái)愈受到關(guān)注，并逐漸成為研究熱點(diǎn)。
　　 為了滿足PDI化合物在不同領(lǐng)域的應(yīng)用，通過(guò)對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行化學(xué)修飾，以控制苝二酰亞胺類化合物的性質(zhì)，是獲得具有新穎的光電性質(zhì)的PD

2、I新材料重要手段之一。怎樣去尋找一個(gè)有著新穎性質(zhì)的結(jié)構(gòu)一直是困擾人們的難題，本文主要就這種有著優(yōu)異性能的苝二酰亞胺類化合物的研究來(lái)尋找結(jié)構(gòu)和性能之間的關(guān)系，并嘗試設(shè)計(jì)合成了一些具有特殊性質(zhì)的苝二酰亞胺化合物并對(duì)其性質(zhì)進(jìn)行了深入的研究。以下是本論文的主要內(nèi)容：
　　 第一章：概述了PDI及其衍生物的發(fā)展歷史、合成方法、基本性質(zhì)、以及研究進(jìn)展和應(yīng)用；以苝二酰亞胺衍生物在特殊介質(zhì)中的光物理性質(zhì)作為本文的研究焦點(diǎn)。
　　 第二章

3、：通過(guò)苝四羧酸二酐與相應(yīng)的胺進(jìn)行縮合反應(yīng)，合成了兩個(gè)在酰亞胺位置具有電子給體的PDI化合物1和2，在這兩個(gè)化合物中，連接基團(tuán)的長(zhǎng)度不同。同時(shí)合成了一個(gè)電子給體在1，7灣位置的化合物3。分別測(cè)定了這些化合物在有機(jī)溶劑和兩種離子液體A和B中的紫外吸收和熒光光譜以及熒光壽命，計(jì)算了這些化合物的熒光量子產(chǎn)率。研究發(fā)現(xiàn)離子液體對(duì)化合物1和2的溶劑化作用類似于非極性溶劑，大大抑制了化合物分子內(nèi)電子轉(zhuǎn)移，這是因?yàn)樵擃惢衔锎嬖趦煞N構(gòu)象(S和F)，電子

4、轉(zhuǎn)移過(guò)程僅僅能發(fā)生在F構(gòu)象中，由于離子液體的高黏度使S到F的構(gòu)象轉(zhuǎn)變受阻，因而分子內(nèi)電子轉(zhuǎn)移被大大抑制了。然而離子液體對(duì)化合物3的溶劑化作用類似于常見(jiàn)的極性溶劑。該研究表明離子液體的溶劑化行為是多種多樣的，它與溶質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)有關(guān)。這也是關(guān)于離子液體具有非極性溶劑化作用的首例報(bào)道。
　　 第三章：通過(guò)1，6，7，12-四酚氧基苝二酐與胺進(jìn)行縮合反應(yīng)，合成了一個(gè)對(duì)稱的酰亞胺位置用親水鏈修飾的PDI化合物，它可以很好的溶解在三重

5、離子液型微乳液(bmimPF6/TX-100/H2O)中。利用穩(wěn)態(tài)電子吸收光譜和熒光光譜比較研究了香豆素153(C-153)和PDI之間在非極性溶劑甲苯、極性溶劑四氫呋喃和微乳液中的電子和能量轉(zhuǎn)移。研究結(jié)果表明PDI和C-153在微乳液中都處于TX-100和離子液(IL)界面處；與傳統(tǒng)有機(jī)溶劑相比，微乳液的獨(dú)特微環(huán)境加強(qiáng)了電子轉(zhuǎn)移從而大大提高了PDI淬滅C-153的效率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明光致能量和電子轉(zhuǎn)移競(jìng)爭(zhēng)可以通過(guò)調(diào)控給體和受體分子在微乳

6、液中所處的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)。本研究對(duì)于設(shè)計(jì)和構(gòu)造人工光收集體系或光合成反應(yīng)中心有重要的意義。
　　 第四章：以1，7，-二酚氧基苝酰亞胺為母核，在酰亞胺N位置修飾親水或疏水基團(tuán)，合成了3個(gè)兩親性苝二酰亞胺化合物1-3，研究了其在不同溶劑中形成凝膠的能力，研究結(jié)果表明化合物1和3能夠形成發(fā)熒光的凝膠，然而化合物2不能形成凝膠。吸收和熒光光譜研究表明化合物1形成的凝膠是H-型聚集，然而化合物3形成的凝膠是J-型聚集。變溫紫外光譜表明隨著溫