新型碘代氟硼吡咯三重態(tài)光敏劑的設(shè)計與性能.pdf

1、有機三重態(tài)光敏劑因其在光動力治療、光催化、三重態(tài)-三重態(tài)湮滅(TTA)上轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用而備受關(guān)注。目前報道的單發(fā)色團三重態(tài)光敏劑通常存在如下缺陷:(1)光敏劑只含有一個發(fā)色團，對寬譜帶可見光的利用率較低;(2)光敏劑的結(jié)構(gòu)難以衍生化以及進行合理的設(shè)計。為解決這些難題，因此基于共振能量轉(zhuǎn)移機制和光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移過程設(shè)計合成了碘代氟硼吡咯(Bodipy)有機三重態(tài)光敏劑，利用新型雙氟硼吡咯(BOPHY)發(fā)色團設(shè)計一系列碘代雙氟硼吡咯(B

2、OPHY)三重態(tài)光敏劑，并對這些光敏劑進行了光物理性質(zhì)研究，并將光敏劑應(yīng)用于光催化和上轉(zhuǎn)換的研究中。
　　氟硼吡咯染料(Bodipy)在可見光區(qū)具有較高的摩爾消光系數(shù)和熒光量子產(chǎn)率。因此利用Bodipy染料制備了具有寬譜帶吸收能力的雙發(fā)色團碘代Bodipy有機三重態(tài)光敏劑。通過光物理性質(zhì)研究證明了這類光敏劑具有“乒-乓”式能量轉(zhuǎn)移效應(yīng);納秒時間分辨瞬態(tài)吸收光譜證明，光敏劑的三重激發(fā)態(tài)布居在能量給體和能量受體兩部分;DFT理論計算發(fā)

3、現(xiàn)，光敏劑的T1和T2態(tài)的能級相等。上轉(zhuǎn)換和光催化應(yīng)用研究發(fā)現(xiàn)，這類雙發(fā)色團三重態(tài)光敏劑的上轉(zhuǎn)換量子產(chǎn)率和光催化反應(yīng)數(shù)率大于傳統(tǒng)單一發(fā)色團三重態(tài)光敏劑。
　　設(shè)計合成出含有2,4-二硝基苯磺?；?DNBS)的碘代Bodipy有機三重態(tài)光敏劑，研究發(fā)現(xiàn)，分子內(nèi)的光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移(PET)過程可以淬滅了發(fā)色團的單重激發(fā)態(tài)，但不能有效的淬滅三重激發(fā)態(tài)。在乙腈中，加入巰基化合物后，光敏劑的三重激發(fā)態(tài)壽命由24.7μs提高到86.0μs，三重

4、態(tài)量子產(chǎn)率由88.6％提高到92.5％，上轉(zhuǎn)換量子產(chǎn)率由0.2％提高到0.5％，單線態(tài)氧量了產(chǎn)率由0.74提高到0.88。以含有DNBS基團的Bodipy熒光團作為上轉(zhuǎn)換的能量受體，加入巰基化合物前后均未能觀察到上轉(zhuǎn)換的熒光發(fā)射。吉布斯自由能變化的計算結(jié)果表明，在乙腈中，當三重態(tài)光敏劑處于單重激發(fā)態(tài)時可以發(fā)生電子轉(zhuǎn)移過程。
　　通過對具有較高摩爾消光系數(shù)和熒光量子產(chǎn)率的雙氟硼吡咯發(fā)色團(BOPHY)進行衍生化，設(shè)計并合成一系列碘代