吡唑啉酮衍生物的合成、结构及其光化学性能研究

发布时间：2018-06-04 07:08

  本文选题：吡唑啉酮 + 荧光　； 参考：《新疆大学》2017年硕士论文

【摘要】：聚集诱导发光(AIE)化合物能够在固态或聚集态下以不同的扭曲构象和堆积方式使其荧光发射和波长均发生改变,使其在生物探针、传感器以及有机发光二极管等领域有着广泛的应用前景。吡唑啉酮衍生物除了在固态下具有较好的光致变色性能和良好的抗疲劳性,同时也具有聚集诱导发光性能,然而对于这个体系的聚集诱导发光机理及其结构和性能之间的关系的研究还不是很明确,为此:本文以1-苯基-3-取代基-5-吡唑啉酮为研究对象,对其进行结构修饰,制备了吡唑啉酮缩苯胺类化合物及吡唑啉酮缩水杨醛腙类化合物,系统研究了这些化合物的聚集诱导发光性能及发光机理,考察了不同取代基对化合物发光性能的影响,揭示了吡唑啉酮衍生物结构与光化学性能之间的关系。主要研究内容如下:一、合成了1-苯基-3-甲基/苄基/苯基-5-吡唑啉酮三种化合物,这三种化合物均具有荧光,发现随着3位上取代基的吸电子能力增强(苯基苄基甲基)及体系共轭度的增加,其荧光发射波长发生红移,且荧光发射也增强,其中1,3-二苯基-5-吡唑啉酮(DPP)荧光强度最强。用三种溶剂(无水乙醇、丙酮、氯仿)对化合物1,3-二苯基-5-吡唑啉酮(DPP)进行重结晶,经过XRD、1H NMR等表征手段确定了异构体的结构为NH酮式,OH醇式,CH酮式。通过紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱研究了其光化学性能,发现异构体在固态或聚集态下具有良好的荧光性能和聚集诱导发光性能。通过低温下的荧光光谱,分析聚集诱导发光的机理可能是由于分子内旋转(RIR)受阻和J-聚集体形成而导致的。其中,丙酮重结晶下的产物其性能最佳。此外,选择了氯仿重结晶下的DPP与聚苯乙烯(PS)相复合,制备了发光薄膜,发现它与粉末具有相似的荧光性能。合成了1,3-二苯基-4-乙酰基/苯甲酰基/苯乙酰基-5-吡唑啉酮(DPEP/DPBP/DPCP),进而研究了其结构和性能的关系。这三种化合物均具有AIE行为,推测出聚集诱导发光行为产生的机理主要归结为分子内旋转受阻。荧光发射大小顺序为:DPEPDPCPDPBP,而4位取代基与吡唑啉酮环形成的空间位阻大小顺序为:苯甲酰基苯乙酰基乙酰基,可知空间位阻越大荧光强度越小,即荧光大小主要受空间位阻的影响。二、通过4-酰基吡唑啉酮与苯胺缩合,得到化合物1,3-二苯基-4-乙基/苯亚甲基/苯乙基-5-吡唑啉酮缩苯胺(DPEP-AB/DPBP-AB/DPCP-AB),这三种化合物均具有AIE性能。荧光大小顺序为:DPCP-ABDPEP-ABDPBP-AB;四位取代基与吡唑啉酮环形成的空间位阻大小顺序及与吡唑啉酮环形成的共轭性大小顺序均为:苯亚甲基苯乙基乙基,通过对比可知荧光强度受4位取代基与吡唑啉酮环形成的空间位阻及共轭性双重影响,其中空间位阻对荧光强度的影响较大;吡唑啉酮缩苯胺化合物的荧光性能比缩合前的4-酰基吡唑啉酮大大增强且较缩合前的聚集诱导发光性能好;接着,合成了1,3-二苯基-4-(4-甲基/甲氧基)-5-吡唑啉酮缩苯胺(DP4MBP-AB/DP4MOBP-AB)考察了4位苯环上的取代基对吡唑啉酮缩苯胺化合物结构与性能的影响,发现:4位苯环上对位为甲基及甲氧基时,荧光强度较强,二者均具有AIE性能;4位苯环上对位为硝基时形成的化合物1,3-二苯基-4-(4-硝基苯亚甲基)-5-吡唑啉酮缩苯胺(DP4NO2BP-AB),荧光淬灭,不具有AIE性能。三、通过4-酰基吡唑啉酮与水杨醛腙缩合,制备了吡唑啉酮缩水杨醛腙化合物:1,3-二苯基-4-乙基/苯亚甲基/苯乙基-5-吡唑啉酮缩水杨醛腙(DPEP-SAH/DPBP-SAH/DPCP-SAH),发现水杨醛腙类化合物具有良好的荧光性能,同时还具有良好的AIE性能。荧光强度为DPBP-SAHDPCP-SAHDPEPSAH,说明该类化合物的荧光强度主要受共轭性大小影响。与缩合前的4-酰基吡唑啉酮化合物比较,吡唑啉酮缩水杨醛腙类化合物因碳链的增长,共轭性增加,其荧光和AIE性能都变好。
[Abstract]:In this paper , we have studied the photochemistry properties of the compound 1 , 3 - diphenyl - 5 - pyrazolone ( DPP ) by means of UV - visible absorption spectroscopy and fluorescence emission spectroscopy .
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O626

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本文编号：1976458