新穎V--型熒光分子的合成、性能與應(yīng)用研究.pdf

1、近年來，具有聚集態(tài)熒光增強(qiáng)效應(yīng)(AIE)和機(jī)械壓制熒光變色(MFC)的化合物越來越受到科學(xué)研究者們的關(guān)注。它們可以應(yīng)用于生物探針、壓力傳感器等器件中。本文主要研究了一類Ⅴ-型分子以及相應(yīng)Ⅹ-型分子的光物理性質(zhì)，建立了初步的性能與結(jié)構(gòu)之間的構(gòu)效關(guān)系;同時設(shè)計開發(fā)了一種新穎的基于AIE效應(yīng)機(jī)制的、具有Ⅴ-型分子結(jié)構(gòu)的關(guān)閉-開啟”型氰根離子探針，對其響應(yīng)性能進(jìn)行了測定。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴合成了一種具有Ⅴ-型分子結(jié)構(gòu)的熒光化合物

2、，即(E)-2'-[2-（苯并[d]噻唑-2-基）乙烯基]-N，N-二甲基-4-(1，1'-聯(lián)苯基胺)及其線形異構(gòu)體，并對它們的熒光性質(zhì)進(jìn)行了測定。由于HOMO與LOMO軌道電子云密度的獨(dú)立分布，使其在不同極性溶劑中表現(xiàn)出強(qiáng)烈的ICT效應(yīng)。研究表明，該分子在高水含量的乙醇/水混合液中具有強(qiáng)烈的熒光源于其在高濃度條件下的聚集態(tài)誘導(dǎo)發(fā)光效應(yīng)(AIE)，其線性異構(gòu)體則沒有此現(xiàn)象。由于化合物扭曲的空間結(jié)構(gòu)和疏松的分子堆積模式，使得其受到外界壓力

3、刺激情況下能發(fā)生明顯的機(jī)械壓制熒光變色(MFC)現(xiàn)象，而線性異構(gòu)體的堆積較為緊密則沒有MFC性質(zhì)。此外，由于其對三氟乙酸具有獨(dú)特的加和能力，該化合物可以應(yīng)用于一種加密和解密程序非常簡單的安全墨水的開發(fā)。⑵合成了上述Ⅴ-型分子的一些類似物和相應(yīng)的部分Ⅹ-型分子，并對它們的熒光性質(zhì)進(jìn)行了測定，建立了初步的性能與結(jié)構(gòu)之間的構(gòu)效關(guān)系。與Ⅴ-型分子相比，Ⅹ-型分子由于較大的π共軛效應(yīng)使其在溶液和固態(tài)中顯示出更長的熒光發(fā)射。研究表明，給電子官能團(tuán)的

4、能力越大使其在極性溶劑中ICT效應(yīng)越明顯。在聚集態(tài)時，由于苯基核上的兩個取代基的鄰位排列導(dǎo)致分子具有高度扭曲的構(gòu)象和松散的分子堆積，使得它們能表現(xiàn)出現(xiàn)強(qiáng)烈地固體熒光發(fā)射。同時給電子官能團(tuán)為N，N-二甲氨基的化合物具有機(jī)械熒光變色(MFC)性質(zhì)，對周圍的pH變化敏感，遇到三氟乙酸后導(dǎo)致氫鍵的消失和晶格的塌陷。能夠發(fā)生MFC現(xiàn)象Ⅴ-型化合物都具有松散的分子堆積和扭曲的分子構(gòu)象，Ⅹ-型分子雖然也具有此結(jié)構(gòu)，但是由于其分子體系過大導(dǎo)致超結(jié)晶而不

5、能發(fā)現(xiàn)MFC現(xiàn)象。⑶合成了一種具有Ⅴ-型分子結(jié)構(gòu)的新型氰根離子探針，即2-[2-[4-（二甲基氨基）苯基]苯基]-1，3，3-三甲基-3麒吲哚鎓碘化物探針，并對其性質(zhì)進(jìn)行了測定。研究表明，該探針的響應(yīng)機(jī)制源于其與氰根離子作用后加合物的AIE效應(yīng)。同時該探針顯示出了相較于文獻(xiàn)報道的其他氰根離子探針更低的檢測限(55 nM)和更快的響應(yīng)時間(15-20 s)。除了磷酸根與碳酸根離子對其產(chǎn)生微弱的干擾之外，其他20余中常見陰離子的共存對其檢測