柱[5]芳烃聚集诱导发光体的制备及其在离子检测中的应用

发布时间：2021-07-12 18:13

　　随着生态环境的日益恶化和健康问题的日益严重,有毒离子/分子的超灵敏检测逐渐受到了科研工作者的广泛关注。其中化学荧光传感器因其操作简便、灵敏度高、响应速度快、易于可视化等特点成为一类新兴的超灵敏检测工具。然而传统荧光发色团一般都具有聚集诱导猝灭（ACQ）效应,这极大地限制了其在荧光传感器方面的应用。2001年出现的聚集诱导发光（AIE）材料能在聚集状态下产生较强的荧光发射,克服了 ACQ这一屏障,为开发光稳定性高、信噪比强以及具有较大斯托克位移的荧光传感器提供了新的思路。同时,超分子作用力的动态可逆性赋予超分子组装体良好的刺激响应性能。因此,超分子非共价键相互作用与AIE性质相结合构建柱[n]芳烃类超分子AIE组装材料的研究策略势必为有毒离子/分子的超灵敏检测及有效分离提供了新的机遇。本论文在文献报道和课题组已有工作基础之上,合理设计并成功制备了 2种新型的基于柱[5]芳烃的超分子AIE组装体,通过多种表征手段探究了其组装机理,此外,重点开发了两类柱[5]芳烃AIE组装体作为荧光传感器对有毒离子的荧光检测性能及吸附分离性能。主要研究内容如下:1.设计合成了一种不含任何传统聚集诱导发光团（... 

【文章来源】：西北师范大学甘肃省

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

AIE小分子1的分子结构和构象旋转异构体

第1章柱[n]芳烃超分子聚集诱导发光体的研究进展3图1.1AIE小分子1的分子结构和构象旋转异构体。由于噻咯分子的螺旋桨构型使其在聚集状态下的π-π堆积作用显著减弱，分子内的自由旋转受到限制，从而减少了非辐射途径中的能量耗散表现出AIE效应。在该理论的指导下，化学家们合成了许多具有螺旋桨构型的分子以开发新的AIE体系，它们大多都是由多个苯基转子和烯烃或芳环定子组成的。如图1.2所示，化合物2-6均可作为典型的聚集诱导发光体[36-38]。图1.2AIE小分子2-6的分子结构。研究表明，此类传统的基于四苯乙烯（TPE）、四苯基-1,4-丁二烯、二苯基蒽等的AIE小分子，常具有光活化性能强、光稳定性差、易被光氧化等缺点，因此开发新型聚集诱导发光体具有十分重要的意义。1.2.2新型AIE小分子在传统AIE小分子的研究基础上，科研人员构筑了一批新型小分子，以芳香族化合物为基础，通过引入电子供体和电子受体（D-A）单元对其分子内电荷转移等性能进行调控从而实现AIE发光。2018年唐本忠课题组[39]将4个苯基修饰在1,4,5,8-氮杂蒽（TAA）的四周，合成了聚集诱导发光体7（图1.3），它在含水70%的THF溶液中有明显的蓝色聚集诱导荧光（λem=708nm）。以这种具有AIE属性和强吸电子能力的杂环芳香族化

第1章柱[n]芳烃超分子聚集诱导发光体的研究进展4合物7为基础，将给电子能力较强的二苯胺基和对二苯胺基苯基共价连接在AIE核7的四周，分别获得了7a和7b。由于D-A效应引起7a和7b的荧光发射具有明显的红移现象。其中7a在THF溶液中具有很强的红色荧光，当fw≥50%时表现出AIE现象。而7a比7b的红移现象更加明显，由于共轭体系较大使其在含水比较低时便开始聚集，在fw=50%时显示最强的AIE荧光。因此，该工作为设计新型红光AIE杂环发光体提供了新的策略。图1.3(a)从TAA到7及7a、7b的结构及性质的演变过程；(b)荧光强度与含水比的关系图。图1.4水溶性、近红外AIE分子8a和8b的结构特点及光学性质。2018年唐本忠课题组[40]设计并合成了首例水溶性、近红外发光的AIE分子8a和8b。吡啶盐和季铵盐基团的存在使它们具有良好的水溶性；强的电子给予-接受基团(D-A)与延长的π-共轭结构能促进分子内电荷转移（ICT），导致8a和8b具有较长的吸收波长（分别为467nm和480nm）及发射波长（627nm和708nm）。分子内多种基团的转动受限和末端二/三苯胺基团的扭曲构象促使它们在THF/H2O

【参考文献】：
期刊论文
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[3]Synthesis and electronic properties of expanded 5-（hetero）arylthien-2-yl substituted 3-ethynyl quinoxalines with AIE characteristics[J]. Franziska K.Merkt,Thomas J.J.Müller.  Science China（Chemistry）. 2018(08)



本文编号：3280408