A型嘧啶類衍生物的設計合成及光學性質研究.pdf

1、雙光子誘導熒光材料由于其良好的穿透性，高的空間選擇性和分辨率，在生物顯影、三維光存儲、三維微加工等方面具有巨大的應用潛力，引起了人們極大的興趣，是非線性領域應用范圍最廣的材料之一。嘧啶環(huán)具有較高的離子化電位及高的反應活性，很容易利用簡單的反應對其進行修飾。更重要的是，嘧啶環(huán)作為DNA 四大堿基之一，具有很好的生物相容性和活性，在生物模擬、電致發(fā)光等方面具有廣泛的研究背景。本文設計、合成了七種新型嘧啶衍生物，通過多種手段表征了它們的結構，

2、從實驗上研究了所得材料的單、雙光子光學性質，并通過理論計算進行了驗證，所得的一系列有價值的成果，將為此類雙光子熒光材料的應用探索提供參考。主要研究內容如下：
　　 1.通過對雙光子熒光材料的研究歷史、研究現(xiàn)狀進行綜述，對嘧啶類衍生物雙光子熒光材料的研究可行性、前景、意義做了論述。在文獻調研的基礎上，選擇嘧啶類衍生物為底物，設計七種目標化合物，以期得到具有大的雙光子吸收截面的分子。
　　 2.通過多步有機反應，高產率合成了

3、所設計的目標化合物，并用紅外、質譜、核磁、元素分析等手段對中間體和目標化合物進行了表征，通過單晶x-射線衍射解析了其中兩種化合物的結構。發(fā)現(xiàn)該系列化合物中的苯乙烯共軛橋均為反式結構，且發(fā)現(xiàn)化合物的結構特點和堆積模式與2位取代基有很大的關系：隨著2位取代基吸電子能力的增加，分子扭曲程度增加，平面性變差；其中，化合物Z7屬于P21/c空間群，化合物Z10屬于P212121非中心對稱空間群，分子堆積呈現(xiàn)網(wǎng)狀結構，這類分子可作為倍頻晶體材料。<

4、br>　　 3.系統(tǒng)研究了所合成的嘧啶類衍生物的線性和非線性光學性質，研究結果表明，目標化合物在不同溶劑中都有很大的熒光量子產率，且單光子熒光量子產率隨嘧啶2 位取代基吸電子能力的增強而提高；目標化合物還具有很強的非線性光學性質，且隨著2 位取代基吸電子能力的增強，非線性光學效應增強。理論計算結果表明，主要出峰都歸屬于電子從HOMO 軌道到LUMO 軌道的躍遷，是供體（D）與受體（A）之間的作用，從理論上驗證了D-π-A-π-D的構型