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文檔簡介
1、硼原子具有空p軌道容易吸引π電子,而使體系發(fā)生p-π類型的電荷遷移。有機二氟化硼熒光染料含有硼原子而具備較大分子內(nèi)電荷遷移和剛性結(jié)構(gòu)性質(zhì),所以該類染料具有吸收波長較長、摩爾消光系數(shù)ε大、光及化學(xué)穩(wěn)定性強等優(yōu)點。目前,有機二氟化硼熒光染料在很多領(lǐng)域都得到了很好的應(yīng)用,包括太陽能電池、分子探針、激光染料、光動力學(xué)治療等。論文根據(jù)有機硼二氟化硼熒光染料的結(jié)構(gòu)特點,設(shè)計合成了一系列以2-?;嵬獮榕潴w的新型有機二氟化硼熒光染料并通過量子化學(xué)理論
2、計算方法,對該系列熒光染料結(jié)構(gòu)和光電性能進(jìn)行深入地研究。
以鄰苯二甲醛和取代的酮為原料,NaOH存在下乙醇做溶劑,縮合關(guān)環(huán)得到9種不同取代基的2-?;嵬衔?,然后中間體在三乙胺催化下與三氟化硼乙醚絡(luò)合得到目標(biāo)產(chǎn)物,兩步總收率在50%以上。用熔點、1H NMR、13C NMR和質(zhì)譜對化合物結(jié)構(gòu)進(jìn)行解析,得到一類新穎的有機二氟化硼熒光染料。通過對化合物的光譜性能的測定,獲得摩爾消光系數(shù)ε、最大吸收波長λab、最大發(fā)射波長λem
3、、熒光量子收率(φ)f、斯托克斯位移SS等參數(shù)。研究結(jié)果表明取代基為給電子能力較強的呋喃和噻吩時,最大吸收波長λab比取代基為4-溴苯基的染料大近20 nm;發(fā)射波長λem也比它大20 nm。取代基為萘環(huán)的染料斯托克斯位移SS最大為61nm,比取代基為呋喃和噻吩的染料大30 nm。
用密度泛函理論,在B3LYP/6-31+G(d,p)水平下對實驗合成一系列熒光染料基態(tài)幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行全優(yōu)化,得到基態(tài)幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)。并對染料分子進(jìn)行分
4、子內(nèi)自然電荷轉(zhuǎn)移、前線分子軌道及其能量、HOMO-LUMO能量差(Egap)等分析。在CIS/6-31+G(d,p)水平下進(jìn)行了分子第一激發(fā)態(tài)結(jié)構(gòu)優(yōu)化,得到激發(fā)態(tài)幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)。在基態(tài)及激發(fā)態(tài)構(gòu)型基礎(chǔ)上用含時密度泛函方法分別在6-31++G(d,p)和3-21+G(d)水平下計算染料基態(tài)和激發(fā)態(tài)單點能,得到λab和λem。計算結(jié)果表明,取代基給電子能力強(噻吩基、呋喃基)的分子其基態(tài)幾何構(gòu)型平面性更好,相應(yīng)的λab和λem也大。當(dāng)取代基為
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