可调控荧光分子与其超分子组装体的构筑及性能研究

来源 :华东师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dianzishu1981
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有机荧光分子不仅可以作为荧光染料用于油墨等精细化工领域,还可以应用于化学传感、荧光探针、有机场效应晶体管和生物成像等新兴领域。通过共价有机合成方法制备的荧光功能分子稳定性好,但通常存在合成路线长、收率低等缺点。而基于非共价相互作用的超分子自组装的方法往往能以几乎定量的收率制备得到目标荧光功能分子,但是,与共价有机合成方法制备的荧光功能分子相比较,通过非共价相互作用自组装得到的荧光功能分子的稳定性相对较弱。综合利用共价有机合成方法和非共价相互作用自组装策略各自的优势发展荧光功能分子是超分子荧光功能分子和材料领域的研究热点之一。本论文设计合成了一系列不同取代基的荧光小分子,并通过超分子配位自组装策略构筑了一系列荧光功能化的金属大环,实现了对新型荧光功能材料的性能调控并利用荧光技术对超分子配位组装过程和机理进行了系统研究。论文研究内容可分为以下三个部分:1.三苯胺衍生物的荧光性能调控及白光发射本章节设计并通过共价有机合成方法合成了十二种含有不同取代基的具有分子内电荷转移(ICT)特征的三苯胺(TPA)衍生物。该系列分子不仅具有较高的荧光量子产率和较大的斯托克斯位移,而且能够通过酸碱可逆调控实现多色荧光发射包括白光发射。此外,将其构建为对酸碱具有高灵敏度响应的固态膜材料,同时也利用喷墨打印技术成功绘制了紫外365 nm波长下可见的“祥云”图案,展现了在防伪领域的发展前景。2.以三苯胺为基元的金属大环的构筑及其性能研究在上一部分研究工作的基础上,本章以三苯胺衍生物作为核心骨架,利用配位键导向自组装策略合成了一系列含有不同取代基的三苯胺金属大环。并对其进行了结构表征、发光性能研究以及卤素离子响应性研究。通过光谱实验以及计算不同取代基三苯胺配体和金属大环的辐射及非辐射速率常数,系统考察了取代基对分子发光性能的影响。并成功将其用于荧光分子墨水,对中国传统剪纸图案进行荧光绘制,展现了其作为超分子有机荧光功能材料在信息存储及防伪的发展潜力。3.利用荧光共振能量转移(FRET)技术实时监测组装过程及其性能研究本章节通过引入香豆素与氟硼吡咯基元,通过配位键导向自组装策略构筑了具有较高荧光量子产率及较高荧光共振能量转移(FRET)效率的双荧光团功能化的金属有机大环。并利用FRET技术对超分子配位金属组装体的形成、动态可逆的配体交换行为、离子响应的组装及解组装过程进行监测,深入地探究了配位组装的机理。
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