摘要: 2001年，唐本忠课题组发现了聚集诱导发光效应(AIE)，具有这种效应的化合物在稀溶液中不发光而在聚集状态下发光明显增强。近年来具有AIE性质的化合物由于其独特的发光性能，越来越受到研究者们的关注，成为备受关注的一个研究领域。由于AIE分子能在固... 展开 2001年，唐本忠课题组发现了聚集诱导发光效应(AIE)，具有这种效应的化合物在稀溶液中不发光而在聚集状态下发光明显增强。近年来具有AIE性质的化合物由于其独特的发光性能，越来越受到研究者们的关注，成为备受关注的一个研究领域。由于AIE分子能在固态时高效率地发光，从根本上解决了聚集荧光淬灭(ACQ)的问题。因此，这些化合物在细胞成像、化学传感器、生物传感器、发光二极管、压力传感等方面具有非常广阔的应用前景。本论文合成并表征了三类化合物，包括线性化合物、三苯胺类化合物以及以邻菲罗啉为核的乙烯型化合物，研究这些分子的AIE性质，探索它们的构效关系，进一步完善机理，为AIE材料在医药和生物传感等领域的广泛应用打下理论基础。主要研究内容总结如下: (1)研究了6个线性化合物A1～A6，即4-丁基联苯(A1)、4，4'-二异丙基联苯(A2)、5，5'-二甲基-2，2'-联吡啶(A3)、2-([1，1'-联苯]-4-)噻吩(A4)、1，1'-联萘(A5)、5-苯基-2，2'-联噻吩(A6)，并对其进行了紫外-可见光谱和荧光发射光谱的检测。实验结果显示，化合物A1、A2和A3均具有AIE性能，化合物A4、A5和A6均不具有AIE性能。作出推论，二联苯系列化合物具有AIE性能，分子内旋转受限是该系化合物产生AIE现象的机理。但是在二联苯的结构基础上继续增加链的长度，或者引入体积更大的芳环（萘环），化合物不再具有AIE性能。 (2)合成表征了5个螺旋状分子三苯胺衍生物B1～B5，分别为三苯胺(B1)、4-甲氧基三苯胺(B2)、4-甲基三苯胺(B3)、4-醛基三苯胺(B4)和4-乙烯基三苯胺(B5)，研究其AIE性质并讨论取代基对AIE性能的影响。研究表明，化合物B1、B2、B3和B5均具有AIE现象。认为分子内旋受限是其具有AIE性质的原因。而化合物B4表现出了聚集荧光淬灭性质。C-O…H特殊氢键作用是造成聚集诱导荧光淬灭的原因。在此基础上，又将联苯或联杂芳环片段与三苯胺片段通过双键连接得到7个乙烯型化合物，研究其AIE性质及产生机理。发现化合物D1～D7均具有ACQ性能，可能是生成了H-聚集体或形成了π-π堆积所致。 (3)合成并表征了两个以邻菲罗啉为核的乙烯型化合物，2，9-di((E)苯乙烯基）1，10-邻菲罗啉(E1)和2，9-bis((E)-4-甲氧基苯乙烯基)-1，10-邻菲罗啉(E2)，并表征了其荧光性能。研究发现，化合物E1在一定范围内（水百分比含量从0％→50％）荧光强度逐渐增大。这可能是因为水的加入使化合物发生聚集，产生了有利于发光的聚集体，限制了分子内运动，从而使荧光增强。但是当水百分比含量继续增大时，发光减弱，可能是分子之间形成了π-π堆积。化合物E2表现出了ACQ现象。这是由于分子内的甲氧基与邻菲罗啉结构之间形成了推-拉电子结构，这种强烈的推拉作用使分子更加平面化、刚性化，因此其在THF溶液中有较高的荧光强度。但是这种平面化刚性化使得分子在聚集态更易形成π-π堆积，产生了不利于发光的激基缔合物，从而导致发光减弱。 收起