π-共轭萘、芘基超分子体系的发光和激发态手性研究

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手性是生物和自然的基本特征,可以在多种尺度以及不同层次上观察到。由于超分子化学和分子自组装的快速发展,超分子水平的手性目前引起了极大的关注。超分子手性是通过弱的非共价相互作用,使分子之间的排布方式变得有序,进而实现手性放大,最终表达出来。共轭体系的引入是超分子手性体系设计的基本策略,其π-π堆积作用可作为超分子手性的重要驱动力。本文基于萘,芘这两种π-共轭型的分子,详细研究了其光学性质及超分子手性,为设计合成具有圆偏振发光的手性功能材料提供了思路。研究工作主要包括:1)设计合成了一系列手性萘衍生物(Nap1-Nap4)。手性烷基链取代位置不同,对于物理和光学性质极为重要。Nap1和Nap3液体没有显示任何手性信号,但是S-Nap2和R-Nap2液体在室温下同时观察到基态和激发态手性,并显示圆二色吸收(CD)和圆偏振发光(CPL)。此外,Nap2液体可以用作溶解其他功能成分的活性溶剂。当将非手性平面芳香族π分子溶解在π-液体中时,发生了有效的手性和能量转移,导致了超分子手性的出现并且放大CPL。这些结果不仅提供了对手性π-液体手性性质起源的基本理解,而且为手性π-液体的功能化和应用开辟了一条新途径。2)设计合成了烷基取代的L/D-谷氨酸衍生物L/D-SG作为基质胶凝剂。将芘衍生物Py-LG/Py-DG置于其中,发现芘单元由原来的层内π-π堆积转变为层间π-π堆积,进而导致手性反转。并且在低浓度时诱导出反转的CPL信号,放大了芘衍生物的CPL信号。这些发现为调控超分子凝胶基质中的分子堆积和发光行为提供了一条途径,为提高CPL提供了一种组装方式。
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