基于聚集诱导发光特性的丙烯腈类衍生物的合成及刺激响应性质
发布时间：2021-09-04 07:08
刺激响应荧光材料在外界刺激诱导下能够产生相应可逆/不可逆的光物理或光化学性能的变化,主要表现为颜色和荧光发射强度/峰位的改变,从而在智能光电器件、光信息存储器和化学/生物传感器等领域有着广泛的应用。刺激响应荧光材料要求在溶液或固体状态下具备较强的发光性能,而传统的荧光分子在稀溶液中发射强荧光,在聚集时表现出浓度淬灭现象（ACQ）,从而限制了刺激响应荧光材料的应用范围。近年来,聚集诱导发光（Aggregation-induced emission,AIE）和聚集诱导发光增强（Aggregation-induced enhanced emission,AIEE）材料的发现和发展,突破了传统荧光材料在实际应用方面的局限,为刺激响应荧光材料开辟了新的研究方向。目前,大量的AIE性质的刺激响应荧光材料被设计合成,然而由于缺乏对刺激响应AIE/AIEE材料结构与性质相关性的全面宏观了解,大多数已见报道的该类材料分子结构相对复杂,合成步骤繁琐、耗材昂贵,实际应用受限。本论文充分调研国内外刺激响应AIE/AIEE材料的研究成果,并结合本课题组前期工作基础,设计合成了一系列具有AIE/AIEE特性的丙烯...
【文章来源】：安徽大学安徽省 211工程院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
（a）化合物DBHC的分子结构；（b）化合物DBHC经研磨和熏蒸后在紫外灯下的荧光照片；（c）分子通过氢键形成二聚体的堆积模式和可能的机理图
第一章绪论4光发射峰位于556nm处。化合物3的晶体经研磨后无序相增加，激基缔合物的形成受到抑制，从而荧光发射峰位蓝移至490nm处。然而，在3.2GPa的静水压下，晶体由黄色荧光红移至609nm的橙色荧光。高压单晶衍射分析表明，化合物3在高压下呈现更紧密的面对面二聚体排列模式，形成了更大红移发射的激基缔合物。实验和理论研究都表明氢键结构在压缩/释压后具有可逆的结构变形。因此，该工作证实了机械研磨产生的各向异性力与静压产生的各向同性力对材料光学性能有不同程度的影响，从而可应用于对各向异性力和各向同性力的区分，促进和丰富了力刺激响应的发展。图1-3（a）化合物3的分子结构和不同力刺激下的模拟图；（b）和（c）分别为化合物3在机械研磨和静水压刺激下的分子堆积图。Fig.1-3(a)Molecularstructureofcompound3andsimulationdiagramsofdifferentforcestimulation;Molecularstackingdiagramsofcompound3undermechanicalgrinding(b)andhydrostaticpressure(c).1.2.2酸碱刺激响应型AIE/AIEE材料pH值是环境分析、化学反应控制和生命科学等诸多领域的关键参数，因此pH值的测定具有重要意义。酸碱刺激响应材料是一种能够对环境或细胞pH值的变化，智能的改变自身紫外-可见吸收或荧光发射的敏感材料。在设计该类材料时，通常在荧光团中引入易于结合质子的基团（如吡啶基和氨基）或易于失去质子的基团（如酚羟基和羧基），利用酸碱反应，使分子化学结构发生变化，进而调节整个荧光团的电子云密度分布，使其光物理性质发生变化。由于AIE/AIEE
安徽大学硕士学位论文5材料在固体或薄膜状态下表现出优良的光学性能，因此基于AIE/AIEE的酸碱刺激响应材料被广泛应用于pH传感器、光化学开关以及气体控制可逆变色装置[30-34]。2017年，我们课题组[35]报道了一种可用于检测气态酸碱的有机硼化合物（POB）。如图1-4所示，由于化合物POB具有AIEE活性，因此其薄膜表现出亮黄色荧光发射。当使用三氟乙酸气体熏蒸后，化合物的吡啶基团结合质子，增强了分子的ICT过程，使其发光颜色由亮黄色（558nm）转变为橙红色（592nm），发射峰位红移了34nm。当用三乙胺蒸汽重新处理后，其又重新回到亮黄色（558nm）。通过使用三氟乙酸和三乙胺气体反复熏蒸，化合物POB表现出良好的可逆性，可用其制备检测有机酸/碱气体的试纸。图1-4（a）化合物POB检测气态酸碱的原理图；（b）POB暴露于TFA和TEA气体中的荧光发射光谱；（c）用TFA和TEA气体反复熏蒸后，POB的最大发射波长变化图；（d）在室内和紫外灯（365nm）下，用TEA和TFA气体熏蒸的POB光学照片。Fig.1-4(a)Thedetectionschematicmechanismforgaseousacid/basewithPOB;(b)ThefluorescencespectraofPOBexposuretoTFAandTEAvapors.(c)CyclediagramofcompoundPOBunderacidandalkalistimulation.(d)PhotographicimagesofPOBfumedbyTEAandTFAvaporsunderroomlightandUVlight(365nm).2018年，Tang等人[36]报道了一种具有激发态分子内质子转移（ESIPT）和聚集诱导发光的苯并噻唑衍生物4（如图1-5所示）。研究人员利用化合物4中的酚羟基与苯并噻唑基之间存在的ESIPT过程，测试了其在不同pH溶液中的荧光变化。在碱性条件下，化合物4的荧光发射约为484nm，紫外光照射下肉眼可见青色荧光；在酸性条件下，蓝绿色荧光猝灭，而在551nm处出现黄色荧光。由
【参考文献】：
硕士论文
[1]具有聚集诱导发光的咔唑类力致变色材料的设计、合成与性质[D]. 朱会超.安徽大学 2018
本文编号：3382816
【文章来源】：安徽大学安徽省 211工程院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
（a）化合物DBHC的分子结构；（b）化合物DBHC经研磨和熏蒸后在紫外灯下的荧光照片；（c）分子通过氢键形成二聚体的堆积模式和可能的机理图
第一章绪论4光发射峰位于556nm处。化合物3的晶体经研磨后无序相增加，激基缔合物的形成受到抑制，从而荧光发射峰位蓝移至490nm处。然而，在3.2GPa的静水压下，晶体由黄色荧光红移至609nm的橙色荧光。高压单晶衍射分析表明，化合物3在高压下呈现更紧密的面对面二聚体排列模式，形成了更大红移发射的激基缔合物。实验和理论研究都表明氢键结构在压缩/释压后具有可逆的结构变形。因此，该工作证实了机械研磨产生的各向异性力与静压产生的各向同性力对材料光学性能有不同程度的影响，从而可应用于对各向异性力和各向同性力的区分，促进和丰富了力刺激响应的发展。图1-3（a）化合物3的分子结构和不同力刺激下的模拟图；（b）和（c）分别为化合物3在机械研磨和静水压刺激下的分子堆积图。Fig.1-3(a)Molecularstructureofcompound3andsimulationdiagramsofdifferentforcestimulation;Molecularstackingdiagramsofcompound3undermechanicalgrinding(b)andhydrostaticpressure(c).1.2.2酸碱刺激响应型AIE/AIEE材料pH值是环境分析、化学反应控制和生命科学等诸多领域的关键参数，因此pH值的测定具有重要意义。酸碱刺激响应材料是一种能够对环境或细胞pH值的变化，智能的改变自身紫外-可见吸收或荧光发射的敏感材料。在设计该类材料时，通常在荧光团中引入易于结合质子的基团（如吡啶基和氨基）或易于失去质子的基团（如酚羟基和羧基），利用酸碱反应，使分子化学结构发生变化，进而调节整个荧光团的电子云密度分布，使其光物理性质发生变化。由于AIE/AIEE
安徽大学硕士学位论文5材料在固体或薄膜状态下表现出优良的光学性能，因此基于AIE/AIEE的酸碱刺激响应材料被广泛应用于pH传感器、光化学开关以及气体控制可逆变色装置[30-34]。2017年，我们课题组[35]报道了一种可用于检测气态酸碱的有机硼化合物（POB）。如图1-4所示，由于化合物POB具有AIEE活性，因此其薄膜表现出亮黄色荧光发射。当使用三氟乙酸气体熏蒸后，化合物的吡啶基团结合质子，增强了分子的ICT过程，使其发光颜色由亮黄色（558nm）转变为橙红色（592nm），发射峰位红移了34nm。当用三乙胺蒸汽重新处理后，其又重新回到亮黄色（558nm）。通过使用三氟乙酸和三乙胺气体反复熏蒸，化合物POB表现出良好的可逆性，可用其制备检测有机酸/碱气体的试纸。图1-4（a）化合物POB检测气态酸碱的原理图；（b）POB暴露于TFA和TEA气体中的荧光发射光谱；（c）用TFA和TEA气体反复熏蒸后，POB的最大发射波长变化图；（d）在室内和紫外灯（365nm）下，用TEA和TFA气体熏蒸的POB光学照片。Fig.1-4(a)Thedetectionschematicmechanismforgaseousacid/basewithPOB;(b)ThefluorescencespectraofPOBexposuretoTFAandTEAvapors.(c)CyclediagramofcompoundPOBunderacidandalkalistimulation.(d)PhotographicimagesofPOBfumedbyTEAandTFAvaporsunderroomlightandUVlight(365nm).2018年，Tang等人[36]报道了一种具有激发态分子内质子转移（ESIPT）和聚集诱导发光的苯并噻唑衍生物4（如图1-5所示）。研究人员利用化合物4中的酚羟基与苯并噻唑基之间存在的ESIPT过程，测试了其在不同pH溶液中的荧光变化。在碱性条件下，化合物4的荧光发射约为484nm，紫外光照射下肉眼可见青色荧光；在酸性条件下，蓝绿色荧光猝灭，而在551nm处出现黄色荧光。由
【参考文献】：
硕士论文
[1]具有聚集诱导发光的咔唑类力致变色材料的设计、合成与性质[D]. 朱会超.安徽大学 2018
本文编号：3382816
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/3382816.html
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