扭曲结构给—受体分子的设计、合成及其刺激响应荧光变色性质研究
发布时间：2021-01-19 22:36
通过外界环境（磁场、光、压力和温度等）的刺激来改变分子的聚集态结构,从而实现对物质光物理性质的调节,这在数字加密、传感以及防伪等方面都有着广泛的应用。通常,给-受体（D-A）扭曲的结构在极性环境中容易产生分子内电荷转移（CT）态。然而,这种CT态通常会导致电子跃迁禁阻,导致荧光猝灭。最近,华南理工大学马於光教授课题组报道的一种D-A结构分子显示出非常明亮的近红外荧光。经过研究发现,分子内存在局域-电荷转移杂化（HLCT）激发态,其同时具有局域激发（LE）态和分子内电荷转移的特征。相对于局域态,电荷转移激发态具有弱的激子束缚能,使得其对环境的改变响应特别灵敏,最常见的就是溶剂化效应。利用设计基于HLCT态的刺激响应变色材料是一种“双赢”策略:LE态部分有助于提高发光效率,而CT态部分则保证了对外界刺激的高度敏感性,可以显示出清晰的色差和较强的光穿透能力。本论文工作设计、合成了基于“局域-电荷转移杂化”激发态的有机共轭发光材料,着重研究外界环境（力、酸、水）刺激和分子聚集态结构与变色之间的关联。基于Suzuki和Knoevenagel反应,设计、合成了一种具有D-π-A结构的荧光染料DBP...
【文章来源】：山西大学山西省
【文章页数】：149 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
单分子与三种不同的分子聚集体的能级劈裂Figure1.1Energylevelcleavageofasinglemoleculewiththedifferentmolecularpacking
第一章绪论3图1.2BTA-DMeO晶体粉末经过20MPa压力刺激前后的荧光照片和荧光光谱(a)；BTA-DMeO的分子二面角（b）以及其聚集体的侧视图（c）和俯视图（d）Figure1.2(a)FluorescencespectraofBTA-DMeOunder20MPapressure(theinsetimagesshowPLphotographsunder365nmUVlightandCrystalstructuresofBTA-DMeO:(b)dihedralangles;(c)Thedistanceofface-to-facemolecules;(d)Topviewofthedimer1.2.2错位平行偶极堆积(J-聚集)分子通过面对面的方式平行堆积时，随着分子间距离减小，分子间的偶极距增加，会导致荧光淬灭。但是当分子沿着短轴或者长轴移动时，分子聚集方式也从初始的H-聚集转变为J-聚集，这个时候两个偶极相互作用形成的较低激发态S1辐射跃迁是允许的。如图1.3所示，当θ<54.7o时，分子聚集形式为J-聚集，而θ>54.7o时，分子聚集形式为H-分子聚集。而当θ=90o和0o时，则分别为典型的H-聚集和J-聚集[12]。图1.3单分子形式分子聚集体的排列结构，箭头代表单分子的偶极距方向Figure1.3Arrangementoftheaggregates,arrowsrepresentthedipoledirectionofsinglemoleculesW.Feast等[13]利用氢键FH作用实现了分子面对面的错位平行堆积，J-聚集体使材料不仅具有有高的激子迁移率，同时具有较高的发光亮度（图1.4）。华南理工大学马於光教授设计高度扭曲的分子结构，聚集体分子沿着长轴平行的“鱼骨刺”
第一章绪论3图1.2BTA-DMeO晶体粉末经过20MPa压力刺激前后的荧光照片和荧光光谱(a)；BTA-DMeO的分子二面角（b）以及其聚集体的侧视图（c）和俯视图（d）Figure1.2(a)FluorescencespectraofBTA-DMeOunder20MPapressure(theinsetimagesshowPLphotographsunder365nmUVlightandCrystalstructuresofBTA-DMeO:(b)dihedralangles;(c)Thedistanceofface-to-facemolecules;(d)Topviewofthedimer1.2.2错位平行偶极堆积(J-聚集)分子通过面对面的方式平行堆积时，随着分子间距离减小，分子间的偶极距增加，会导致荧光淬灭。但是当分子沿着短轴或者长轴移动时，分子聚集方式也从初始的H-聚集转变为J-聚集，这个时候两个偶极相互作用形成的较低激发态S1辐射跃迁是允许的。如图1.3所示，当θ<54.7o时，分子聚集形式为J-聚集，而θ>54.7o时，分子聚集形式为H-分子聚集。而当θ=90o和0o时，则分别为典型的H-聚集和J-聚集[12]。图1.3单分子形式分子聚集体的排列结构，箭头代表单分子的偶极距方向Figure1.3Arrangementoftheaggregates,arrowsrepresentthedipoledirectionofsinglemoleculesW.Feast等[13]利用氢键FH作用实现了分子面对面的错位平行堆积，J-聚集体使材料不仅具有有高的激子迁移率，同时具有较高的发光亮度（图1.4）。华南理工大学马於光教授设计高度扭曲的分子结构，聚集体分子沿着长轴平行的“鱼骨刺”
【参考文献】：
期刊论文
[1]π-共轭分子堆积、光电性能与超分子调控[J]. 杨兵,马於光,沈家骢. 高等学校化学学报. 2008(12)
本文编号：2987837
【文章来源】：山西大学山西省
【文章页数】：149 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
单分子与三种不同的分子聚集体的能级劈裂Figure1.1Energylevelcleavageofasinglemoleculewiththedifferentmolecularpacking
第一章绪论3图1.2BTA-DMeO晶体粉末经过20MPa压力刺激前后的荧光照片和荧光光谱(a)；BTA-DMeO的分子二面角（b）以及其聚集体的侧视图（c）和俯视图（d）Figure1.2(a)FluorescencespectraofBTA-DMeOunder20MPapressure(theinsetimagesshowPLphotographsunder365nmUVlightandCrystalstructuresofBTA-DMeO:(b)dihedralangles;(c)Thedistanceofface-to-facemolecules;(d)Topviewofthedimer1.2.2错位平行偶极堆积(J-聚集)分子通过面对面的方式平行堆积时，随着分子间距离减小，分子间的偶极距增加，会导致荧光淬灭。但是当分子沿着短轴或者长轴移动时，分子聚集方式也从初始的H-聚集转变为J-聚集，这个时候两个偶极相互作用形成的较低激发态S1辐射跃迁是允许的。如图1.3所示，当θ<54.7o时，分子聚集形式为J-聚集，而θ>54.7o时，分子聚集形式为H-分子聚集。而当θ=90o和0o时，则分别为典型的H-聚集和J-聚集[12]。图1.3单分子形式分子聚集体的排列结构，箭头代表单分子的偶极距方向Figure1.3Arrangementoftheaggregates,arrowsrepresentthedipoledirectionofsinglemoleculesW.Feast等[13]利用氢键FH作用实现了分子面对面的错位平行堆积，J-聚集体使材料不仅具有有高的激子迁移率，同时具有较高的发光亮度（图1.4）。华南理工大学马於光教授设计高度扭曲的分子结构，聚集体分子沿着长轴平行的“鱼骨刺”
第一章绪论3图1.2BTA-DMeO晶体粉末经过20MPa压力刺激前后的荧光照片和荧光光谱(a)；BTA-DMeO的分子二面角（b）以及其聚集体的侧视图（c）和俯视图（d）Figure1.2(a)FluorescencespectraofBTA-DMeOunder20MPapressure(theinsetimagesshowPLphotographsunder365nmUVlightandCrystalstructuresofBTA-DMeO:(b)dihedralangles;(c)Thedistanceofface-to-facemolecules;(d)Topviewofthedimer1.2.2错位平行偶极堆积(J-聚集)分子通过面对面的方式平行堆积时，随着分子间距离减小，分子间的偶极距增加，会导致荧光淬灭。但是当分子沿着短轴或者长轴移动时，分子聚集方式也从初始的H-聚集转变为J-聚集，这个时候两个偶极相互作用形成的较低激发态S1辐射跃迁是允许的。如图1.3所示，当θ<54.7o时，分子聚集形式为J-聚集，而θ>54.7o时，分子聚集形式为H-分子聚集。而当θ=90o和0o时，则分别为典型的H-聚集和J-聚集[12]。图1.3单分子形式分子聚集体的排列结构，箭头代表单分子的偶极距方向Figure1.3Arrangementoftheaggregates,arrowsrepresentthedipoledirectionofsinglemoleculesW.Feast等[13]利用氢键FH作用实现了分子面对面的错位平行堆积，J-聚集体使材料不仅具有有高的激子迁移率，同时具有较高的发光亮度（图1.4）。华南理工大学马於光教授设计高度扭曲的分子结构，聚集体分子沿着长轴平行的“鱼骨刺”
【参考文献】：
期刊论文
[1]π-共轭分子堆积、光电性能与超分子调控[J]. 杨兵,马於光,沈家骢. 高等学校化学学报. 2008(12)
本文编号：2987837
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