含多荧光核三枝BODIPY染料的合成与光物理性能

发布时间：2020-05-14 13:01

【摘要】：氟硼二吡咯类(boron dipyrromethene,又称吡咯二甲叉)衍生物是以BODIPY核为基本单元的一类染料,近年来这类染料由于具有较大的摩尔消光系数ε,较高的荧光量子产率Φ等优良的光物理性能而得到广泛的探索和研究。本文探索了单三聚氯氰核三BODIPY结构、双三聚氯氰核多BODIPY结构以及带香豆素的三枝BODIPY结构染料的合成,并初步探索了BODIPY-香豆素体系的能量转移效率,设计了三条路线,成功得到7种全新的目标产物,通过核磁、质谱和红外等进行了表征分析。本文探索得到以下结论:1.以乙二胺的两个胺基作为亲核基团分别进攻含单BODIPY结构或双BODIPY结构三聚氯氰的第三只氯,实现了两个三聚氯氰核染料互相结合的目的,使吸收波长和发射波长达到了一定程度的红移,并初步的优化了实验方案使反应时间缩短和产率提高。2.一次性在三聚氯氰上引入三个对羟基苯甲醛,进而通过缩合,氧化,配位合成了三BODIPY核染料,并尝试在其中某个BODIPY结构上引入一个碘原子,由于产物极性相差较小及产率等原因,最终产物难以提纯。3.三聚氯氰上引入香豆素之后,产物的溶解性普遍很差,于是先在三聚氯氰上引入一个增溶性的BODIPY结构,再依次引入两个香豆素,成功的得到目标产物。4.香豆素-BODIPY结构的染料能发生能量转移,但转移效率不高。
【图文】：

图 1.1 荧光产生的机理图荧光是自然界中的一种辐射发光现象，当一定波长的光照射到能发射荧光的物质时，该物质从基态被激发到激发态并立即从激发态退激发返回到基态，在激发态返回到基态的过程中，该物质能发出比入射光波长更长的出射光[11]。当入射光被移走时，该物质也会停止发射出射光。具有这种性质的出射光叫做荧光，能发射荧光的物质叫做荧光物质[12]。荧光物质从基态被激发到激发态以后会有两种方式去活化回到基态，即：辐射跃迁和非辐射跃迁。其中荧光、延迟荧光和磷光由辐射跃迁产生，而非辐射跃迁的形式有振动弛豫、内转换、外转换、系间跨越等。作为一种新兴的分析技术，荧光分子探针由于具有许多其他分析技术不具有的优点而受到了众多科研工作者的推崇。它的分析机理为识别基团与待检测物质结合前后引起荧光基团光物理性能的变化，这些光物理性能的变化具体表现为:颜色的变化、光谱的移动、荧光强度的增强或者减弱等。显然这些变化是不难被人眼和仪器所识别的，因此这些也是科研工作者在设计荧光探针时广泛运用的。1.2.2 影响荧光强度的因素荧光是能发射荧光的物质被激发后再去激发产生的[13]，且荧光物质的激发与去激发过程都

预期产物的结构及核磁1HNMR 如下图3.4：图 3.4 验证单碘代产物的1HNMR 谱图在图 3.4 中，化学位移 5.98ppm 处是 BODIPY 结构 2.6 位上的 H，7.3ppm 左右为苯环上的H，2.56ppm 和 1.46ppm 处各有 2.4 二甲基上甲基的 18 个 H 。但 BODIPY 2.6 位的 H 与苯环上H 之比为 5:13 是小于只有一取代的产物 5:12 的，其它地方的 H 数符合预期，这说明分离出来的紫黑色物质为混合物，该反应有多取代产物生成。因为该条件下的反应产率本来就低，且产物的分子量比较大，上一个碘取代与上多个碘取代的产物之间相互极性相差不大，因此难以分离，，所以采用三 BODIPY 核染料进行单碘化不适用。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ617.3

【参考文献】

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本文编号：2663391