D-A结构的多芳基乙烯衍生物的聚集诱导荧光和压致变色性质研究

发布时间：2017-03-17 19:00

  本文关键词：D-A结构的多芳基乙烯衍生物的聚集诱导荧光和压致变色性质研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：压致荧光变色材料(Piezfluorochromic materials)是指因受到外力刺激导致荧光行为改变的一种新型功能材料。这种材料在光信息存储、传感器、记忆芯片和发光器件等领域拥有巨大的应用价值。最近几年的研究成果显示，一些具有聚集诱导发光(AIE)性质的化合物同时具有压致荧光变色性质，这使得研究工作者们着力探索AIE分子与压致荧光变色性质之间的关联性，并且取得了巨大成果，进而提出了压致荧光变色聚集诱导发光(PAIE)材料的概念。 与传统的压致变色材料(Piezochromic materials)相比，PAIE有机荧光材料的响应灵敏度更高，适用范围更宽广，在有机发光二极管、有机场效晶体管、传感器件等领域得到了广泛关注。含有四苯乙烯或三苯基丙烯腈的化合物在聚集诱导、有机发光二极管、多刺激响应等方面也有广泛的应用前景。稠杂环的吩噻嗪具有很强的给电子能力和很好的空穴传输性能，由其衍生出的功能分子在光电领域显示出很好的竞争力。另外，喹喔啉单元是类比较重要的化工中间体，广泛应用于荧光探针及染料中间体等领域。本论文将吩噻嗪和喹喔啉单元引入到四苯乙烯或三苯乙烯腈中，设计并合成了一系列新的PAIE功能分子，研究了目标化合物的聚集诱导荧光和压致荧光变色性质，并取得了如下创新性研究结果： （1）合成了以吩噻嗪为给体、以三苯基丙烯腈为受体的D-π-A共轭分子PVTPAN、P3TPAN和P10TPAN，研究了其聚集诱导荧光和压致荧光变色性质。发现所有化合物都表现出AIE性质，，荧光量子产率分别高达52.9%、45.5%和11.3%。在外力作用下，PVTPAN、P3TPAN和P10TPAN表现出明显的压致荧光变色性质。PVTPAN、P3TPAN和P10TPAN原始状态的荧光发射分别为黄色（536nm）、橙黄色(572nm)和黄绿色(514nm)；外力作用后三个化合物粉末的荧光发射分别变为红色(608nm)、橙红色(598nm)和橙色(568nm)，发射光谱分别红移了72nm、26nm and54nm。另外，外力作用过后化合物的固态荧光量子产率分别为28.9%、36.0%和10.2%。经过热处理或CH2Cl2蒸气熏蒸，固态荧光发射能很好地恢复到原始状态，说明该压致荧光变色过程是可逆的。 （2）将两个四苯乙烯(donor)单元分别在二苯基喹喔啉/喹喔啉(acceptor)的水平方向或竖直方向上进行修饰，合成了三个新型的D A D结构的化合物（BTPQ、DBTPQ和BTBQ）。结果发现，目标化合物都表现出聚集诱导荧光性质。水平方面修饰的BTPQ和DBTPQ还表现出明显的固态压致荧光变色性质。在外力作用过后，固态荧光发射发生明显变化，光谱可分别红移了34nm和16nm，固态荧光颜色分别由蓝色和蓝绿色转变为蓝绿色和绿色。固态荧光量子产率分别由初始状态的16.3%与56.2%变成29.9%与62.3%。将双四苯乙烯单元修饰于二苯基喹喔啉的竖直方向上得到的化物BTBQ的固态荧光量子产率为60.2%，拥有典型的AIE行为，没有表现出压致荧光变色性质。BTBQ固体的荧光暴露在酸蒸气中时，荧光光谱红移，说明对酸蒸气有响应，而BTPQ和DBTPQ的荧光不发生改变。此结果表明分子单元的连接方式对材料的性质有很大的影响。
【关键词】：吩噻嗪 三苯基丙烯腈 喹喔啉 四苯乙烯 聚集诱导荧光 压致荧光变色
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O621.22
【目录】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 前言11-31
• 1.1 引言11-12
• 1.2 压致荧光变色材料近期研究进展12-23
• 1.2.1 非 AIE 压致荧光变色材料12-15
• 1.2.2 压致荧光变色聚集诱导发光(PAIE)材料15-23
• 1.3 本文立题思想23-25
• 参考文献25-31
• 第二章 吩噻嗪修饰的三苯基丙烯腈衍生物的聚集诱导发光和压致荧光变色性质31-52
• 2.1 引言31
• 2.2 实验部分31-36
• 2.2.1 目标化合物的合成31-34
• 2.2.2 溶液样品、压致荧光变色样品和晶体样品的制备34
• 2.2.3 X 射线单晶衍射数据处理34-36
• 2.3 结果与讨论36-48
• 2.3.1 合成与表征36
• 2.3.2 紫外-可见光吸收光谱性质研究36-39
• 2.3.3 密度泛函理论计算39-40
• 2.3.4 AIE 性质研究40-42
• 2.3.5 压致荧光变色性质研究42-46
• 2.3.6 化合物 X-射线衍射单晶结构研究46-48
• 2.4 小结48-49
• 参考文献49-52
• 第三章 双四苯乙烯取代喹喔啉衍生物的聚集诱导荧光及压致荧光变色性质的研究52-74
• 3.1 引言52-53
• 3.2 目标化合物的合成53-55
• 3.3 聚集诱导发光溶液样品的制备55-56
• 3.4 结果与讨论56-70
• 3.4.1 合成与表征56
• 3.4.2 紫外-可见光吸收光谱和荧光发射光谱56-59
• 3.4.3 密度泛函理论计算59-61
• 3.4.4 聚集诱导增强发光效应61-63
• 3.4.5 压致荧光变色行为63-67
• 3.4.6 酸响应67-70
• 3.5 小结70-71
• 参考文献71-74
• 第四章 结论与展望74-75
• 4.1 结论74
• 4.2 展望74-75
• 附录一75-86
• 附录二86-88
• 作者简介及在读期间取得的科研成果88-89
• 致谢89

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

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本文编号：253270