新穎V--型熒光分子的合成、性能與應用研究.pdf

1、近年來，具有聚集態(tài)熒光增強效應(AIE)和機械壓制熒光變色(MFC)的化合物越來越受到科學研究者們的關注。它們可以應用于生物探針、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Ⅹ-型分子的光物理性質，建立了初步的性能與結構之間的構效關系;同時設計開發(fā)了一種新穎的基于AIE效應機制的、具有Ⅴ-型分子結構的關閉-開啟”型氰根離子探針，對其響應性能進行了測定。
　　本研究主要內容包括：⑴合成了一種具有Ⅴ-型分子結構的熒光化合物

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)及其線形異構體，并對它們的熒光性質進行了測定。由于HOMO與LOMO軌道電子云密度的獨立分布，使其在不同極性溶劑中表現(xiàn)出強烈的ICT效應。研究表明，該分子在高水含量的乙醇/水混合液中具有強烈的熒光源于其在高濃度條件下的聚集態(tài)誘導發(fā)光效應(AIE)，其線性異構體則沒有此現(xiàn)象。由于化合物扭曲的空間結構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)生明顯的機械壓制熒光變色(MFC)現(xiàn)象，而線性異構體的堆積較為緊密則沒有MFC性質。此外，由于其對三氟乙酸具有獨特的加和能力，該化合物可以應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的部分Ⅹ-型分子，并對它們的熒光性質進行了測定，建立了初步的性能與結構之間的構效關系。與Ⅴ-型分子相比，Ⅹ-型分子由于較大的π共軛效應使其在溶液和固態(tài)中顯示出更長的熒光發(fā)射。研究表明，給電子官能團的

4、能力越大使其在極性溶劑中ICT效應越明顯。在聚集態(tài)時，由于苯基核上的兩個取代基的鄰位排列導致分子具有高度扭曲的構象和松散的分子堆積，使得它們能表現(xiàn)出現(xiàn)強烈地固體熒光發(fā)射。同時給電子官能團為N，N-二甲氨基的化合物具有機械熒光變色(MFC)性質，對周圍的pH變化敏感，遇到三氟乙酸后導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象，Ⅹ-型分子雖然也具有此結構，但是由于其分子體系過大導致超結晶而不

5、能發(fā)現(xiàn)MFC現(xiàn)象。⑶合成了一種具有Ⅴ-型分子結構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，并對其性質進行了測定。研究表明，該探針的響應機制源于其與氰根離子作用后加合物的AIE效應。同時該探針顯示出了相較于文獻報道的其他氰根離子探針更低的檢測限(55 nM)和更快的響應時間(15-20 s)。除了磷酸根與碳酸根離子對其產生微弱的干擾之外，其他20余中常見陰離子的共存對其檢測