基于蒽醌和三苯胺的红色延迟荧光材料

通过Suzuki反应,在电子受体基团蒽醌（AQ）的α-位引入电子给体基团三苯胺（TPA）,合成了三种红色延迟荧光材料(1-TPA-AQ,1,4-2TPA-AQ和1,8-2TPA-AQ),目标化合物的结构经核磁、质谱和元素分析确证。通过理论计算、紫外-可见（UV-Vis）吸收光谱、荧光发射光谱和循环伏安（CV）测试,系统地考察了三种化合物的光物理和电化学性质。结果表明,三种化合物的单线态-三线态能级差(ΔEST)分别为0.08,0.09和0.06 eV,最高占有分子轨道（HOMO）能级分别为-5.26,-5.23和-5.27 eV,最低未占分子轨道（LUMO）能级分别为-3.14,-3.10和-3.10 eV。 1-TPA-AQ,1,4-2TPA-AQ和1,8-2TPA-AQ在薄膜中的荧光发射波长分别为648,649和636 nm,延迟荧光寿命分别1.6,2.6和2.1 μs ,三者均可作为红色延迟荧光材料。     

基于1,8-萘酰亚胺延迟荧光材料的合成及性能研究

通过Suzuki交叉偶联反应得到三苯胺和N-苯基咔唑分别取代的1,8-萘酰亚胺衍生物,化合物结构经1HNMR、质谱和元素分析表征。两种材料都是双极分子,存在分子内电荷转移,单线态-三线态能级差分别为0.40和0.32 eV。荧光量子效率和荧光寿命的测试结果表明,两种材料均能发射延迟荧光。     

二氰基乙烯基并三噻吩的光谱行为

本文设计合成了两种二氰基乙烯基并三噻吩化合物,即2-二氰基乙烯基二噻吩并[3,2-b:2′,3-′d]噻吩(DCTT)与2-二氰基乙烯基二噻吩并[2,3-b:3′,2-′d]噻吩(DCST).研究了介质极性对吸收与发射光谱行为的影响,考察了化合物的分子结构与其发光能力的关系.溶剂效应显示化合物DCST随介质的极性增加,分子内电荷转移态(ICT)的荧光发射峰位红移现象更为明显,展示出较大的Stokes位移.化合物DCTT随介质的极性增加,发光行为表现出负的溶致变色效应,与"能级邻近效应"有关.溶剂效应说明了DCTT分子中并三噻吩部分给出电子的能力较弱,而DCST分子中的并三噻吩部分给出电子的能力较强,是导致二者ICT态的发光能力的差异的主要原因.     

新型D-π-A结构的分子设计及理论研究

应用D-π-A结构理论设计了一类以吖啶酮衍生物为电子供体的新型化合物,并采用密度泛函理论方法初步研究了这类新型有化合物的前线分子轨道。研究表明:化合物Ⅱ、Ⅲ具有较好的分子内电荷转移现象,且三种化合物的激发态能级均高于TiO2导带的能级(-4.40 eV),这些化合物能够作为太阳能电池中的染料敏化剂。     

苯乙烯基三苯胺(吲哚啉)衍生物的合成及性能

该文合成了5种系列化的苯乙烯基三苯胺(吲哚啉)类硝基化合物,通过氢谱、高分辨质谱对其进行了结构表征。并对化合物进行紫外-可见吸收光谱、荧光发射光谱和循环伏安测试。结果表明,含螺旋桨构型三苯胺基团化合物比具平面刚性构型的9-苯基咔唑基团化合物,表现出更强的分子内电荷转移能力(ICT作用),同时在三苯胺基团上引入给电子基团有利于增强化合物的ICT作用,而含吲哚啉基团化合物则比三苯胺基团化合物表现出更强的ICT作用。     

密度函数方法研究第一副族过渡金属二聚物的电子结构和光谱特性

密度函数理论计算了 Cu2 ,Ag2 和 Au2 二聚物的电子结构和光谱性质。结果表明 ,随着电子数的增加 ,相对论效应也在增加。使用 ZORA相对论方法可以得到可靠的电子结构。应用 B3 LYP作为交换 -相关函数 ,Cu2 ,Ag2 和 Au2 三个二聚物分子得到了相同的轨道能级顺序。在该族双分子化合物中全充满的 d电子不是完全惰性的。d电子在这三个分子当中对前线分子轨道的贡献也是完全不同的。同时由于 d电子和 s电子强相互作用引起 d型分子轨道的向上移动和 S型分子轨道向下移动。结果还表明 ,对于 Cu2 和 Au2 来说 ,d-型分子轨道和 S-型分子轨道的能级是非常接近的 ,这导致上述轨道在激发状态下很多相似的特性。而对于 Ag2 来说 ,d-型分子轨道和 S-型分子轨道能级较大的差表明 d电子对前线分子轨道只有极其微小的贡献。通过 TDDFT和 DSCF方法 ,确定和归属了低激发态的光谱项 ,并通过 s-和 d电子对这些激发态的贡献解释了光谱项的性质。目前研究得出的计算结果与实验数据非常吻合     

C_(60)-卤代苯吡咯烷的合成及光谱表征

合成了一种新的C60-卤代苯吡咯烷衍生物1,以1HNMR、13CNMR、FT-IR、FAB-MS和UV进行了结构表征.测量其在甲苯溶液中的荧光发射光谱,并在此最大发射波长下测得其荧光寿命为5.26ns,而C60在室温的荧光寿命大约是1.2ns。说明C60-卤代苯吡咯烷(1)在激光激发下发生了加成基团苯环与母体C60之间的分子内能量转移和电荷传递,有可能产生长寿命的电荷分离态。理论计算化合物1的电子结构和前线轨道进一步验证了上述结果。     

十氢吖啶1,8-二酮类化合物的超声合成及其光谱特性的研究

超声辐射条件下合成了十氢吖啶1,8-二酮类衍生物,研究了该类化合物的结构与光谱特性,比较不同溶剂对该类化合物的紫外光谱和荧光光谱影响.结果表明溶剂极性对十氢吖啶1,8-二酮类衍生物的荧光效率影响较大.对于取代基团中含有强推电子基的衍生物,其荧光效率比取代基团中含重原子的衍生物降低更为明显.这可能是由于母体分子结构中吡啶环呈非共平面的船形结构,在溶剂的作用下分子的构象发生改变引起取代基折返,使得芳环上给电子基团与母体结构中的N原子之间距离改变所产生的影响.     

一种具有分子内扭曲电荷转移性质化合物的合成及表征

将具有强供电子能力的咔唑基团与具有强电子吸收性质的芴酮基团组装在同一个分子结构中,合成了一种新型的有机电荷传输化合物三(N-乙基咔唑-3-基)甲醛缩2,4,7-三氨基芴酮。化合物及中间产物的结构经IR,¹H NMR等测试得到证实。通过对其荧光性质初步研究,发现产物最大激发波长为294 nm,最大发射波长459 nm。化合物在强极性溶剂中具有双荧光发射,产生了分子内扭曲的电荷转移。     

4,5-二芳基炔取代-1,8-萘酰亚胺的合成及光谱性能研究

以苊为原料,经过溴化、氧化、亚胺化等反应,得到4,5-二溴-1,8-萘酰亚胺,在Pd(PPh3)2Cl2-CuI催化下,再和芳基炔反应,合成了4,5-二苯乙炔取代-1,8-萘酰亚胺和4,5-二(对甲基苯乙炔)-1,8-萘酰亚胺荧光新化合物.光谱研究表明,它们的最大紫外吸收波长(λUV,max)分别为379nm和388nm,最大荧光发射波长(λFL,max)分别为446nm和468nm,具有较高的荧光量子效率.电致发光性能测试结果表明,以该类化合物为发光层的器件,最大发光亮度达到2000cd/m2,是一类有潜在价值的小分子发光材料.     

高氮化合物C_2N_(14)的理论研究与性能预估

采用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法在6–31G(d,p)基组水平下对高氮含能化合物C2N14的4种同分异构体(C2N14–1、C2N14–2、C2N14–3和C2N14–4)进行了全构型优化,并在相同基组水平上对4种同分异构体进行了振动频率分析。预估了4种同分异构体的前线轨道能级差、理论密度、生成焓、理论爆速和爆压。结果表明,C2N14–1、C2N14–2、C2N14–3、C2N14–4的分子轨道能级差分别为359.929 8、434.467 8、553.192 8和553.195 9 kJ/mol,理论密度分别为1.682、1.809、1.742和1.743 g/cm3,生成焓分别为1 521.634、1 435.436、1 404.280和1 404.27 kJ/mol,理论爆速(爆压)分别为8 405 m/s(30.63 GPa)、8 725 m/s(34.52 GPa)、8 454 m/s(31.68 GPa)和8 456 m/s(31.70 GPa)。     

蒽醌氧桥双核锌酞菁的合成与性能研究

以1,5-二羟基蒽醌、4-硝基邻苯二甲腈、3,5-二甲基苯酚、β-萘酚为主要原料,合成了3种不同的邻苯二甲腈衍生物前驱体,再经1,8-二氮杂双环[5. 4. 0]十一碳-7-烯催化聚合成9(10),16(17),23(24)-三[3,5-二甲基苯氧基]-2(3)-(1,5-二氧基蒽醌)双核锌酞菁(D-CPc)和9(10),16(17),23(24)-三[β-萘氧基]-2(3)-(1,5-二氧基蒽醌)双核锌酞菁(β-CPc)。利用FT-IR、UV-Vis、~1H-NMR、元素分析、循环伏安法对2种化合物的特性进行了表征。结果表明,D-CPc和β-CPc的Q带分别发生11、10 nm的红移,在400～600 nm范围内表现出明显的紫外光谱吸收,弥补了无取代酞菁在400～600 nm范围内无吸收的缺陷,并且在0. 1×10~(-5)～1. 0×10~(-5)mol/L的DMF溶液中表现出良好溶解性。循环伏安法研究表明,D-CPc和β-CPc的ELUMO值分别为-3. 17、-3. 26 e V,EHOMO值分别为-5. 16、-5. 10 e V,与TiO_2能级和氧化还原电对能级相匹配,满足能带间隙规则,能够实现染料的氧化还原。     

氟代苯并[d][1,2,3]三氮唑基共聚物的合成与光伏性能研究

以引达省并二噻吩(IDT)作为电子给体单元(D),噻吩并[3,2-b]噻吩(TT)作为π-桥基团,氟代苯并[d][1,2,3]三氮唑(FFTAZ)作为电子受体单元(A),设计合成了一种D-π-A型宽带系交替共聚物:PIDT-DTTFFTAZ,并对其吸收特性、电化学特性、能级和光伏性能进行了测试及研究。研究显示,PIDT-DTTFFTAZ的光学带隙(E_g)为2.02 e V,以PIDT-DTTFFTAZ作为给体和[6,6]苯基-C_(61)-丁酸甲酯(PC61BM)作为受体(PIDT-DTTFFTAZ∶PC_(61)BM=1∶1.5)制备了聚合物太阳能电池,测得其开路电压(VOC)、短路电流密度(JSC)和填充因子(FF)分别为0.86 V、4.91 mA·cm~(-2)和38.01%,能量转换效率(PCE)达到1.61%。     

基于1,8-萘酰亚胺的SO_2衍生物荧光探针研究进展

根据荧光探针分子的识别机理,综述了近年来基于1,8-萘酰亚胺基团的SO_2荧光探针的研究进展,并展望了其未来发展趋势。     

一种水溶性1,8-萘酰亚胺荧光化合物的合成及性能研究

以N,N-二甲氨基丙胺和4-溴-1,8-萘酸酐为原料,吡啶为溶剂,一步法合成了一种水溶性的1,8-萘酰亚胺荧光分子,4-(N,N-二甲氨基丙氨基)-N-(N,N-二甲氨基丙基)-1,8-萘酰亚胺,以1H NMR和质谱对产物的结构进行表征,考察了浓度、pH和溶剂对该化合物荧光性能的影响。     

团簇As_4S与As_4Se稳定性与芳香性的理论研究

结合密度泛函和二级微扰理论,对As4S和As4Se团簇进行结构优化和频率分析.结果表明两者基态都采取单重态平面五角形构型(C2v,1A1)。分子轨道分析表明每个基态都有三个双电子占据的、高度离域的π型价分子轨道,符合4N+2芳香性电子规则。所有相邻As–As、As–M(M=S,Se)键的Wiberg键级(自然键轨道分析)和键长都处于相应单、双键数值之间;预测的各向异性磁化率和核独立化学位移都为较大负值,以上证据充分表明As4S和As4Se基态都表现出强芳香性。     

苯乙烯基三苯胺（吲哚啉）衍生物的合成及性能研究

以苯胺、咔唑、吲哚啉和碘苯等为原料,合成了五种系列化的新型苯乙烯基三苯胺（吲哚啉）类的硝基化合物,通过氢谱、高分辨质谱等对其进行了结构表征. 并对化合物的紫外-可见吸收光谱、荧光发射光谱和循环伏安等进行了研究. 结果表明,含螺旋桨构型三苯胺基团化合物相比具有平面刚性构型的9-苯基咔唑基团化合物,表现出较强的分子内电荷转移能力（ICT作用）,同时在三苯胺基团上引入给电子基团则有利于增强化合物的ICT作用,而含吲哚啉基团化合物则比三苯胺基团化合物表现出更强的ICT作用     

组分结构弯曲对有机超分子固体荧光性能的影响

溶剂热条件下,以半刚性的三元羧酸H_3BTTB{4,4′,4″-[benzene-1,3,5-triyl-tris(oxy)]tribenzoic acid}和富电子的bpeb[1,4-bis((E)-2-(4-pyridyl)ethenyl)benzene]为主要原料,制备了一种新的双组份有机超分子化合物[(H_2BTTB)(Hbpeb)]。化合物通过单晶X-射线衍射、红外光谱、热重等进行了表征。晶体结构中,(Hbpeb)~+弯曲角度超过40°,两种组分通过氢键形成Zigzag超分子链。室温下该固体化合物在458 nm和485 nm处呈现蓝色荧光发射峰,组分(Hbpeb)~+结构弯曲影响了此有机超分子固体的荧光性能。     

新型菲醌类染料的合成及性能

设计合成了以含有丙二腈基团的菲醌结构为电子受体、三苯胺或N,N-二(4-正丁基苯基)苯胺结构为电子给体的D-A-D型纯有机功能染料(Ⅳ和Ⅴ)。利用紫外-可见吸收光谱、荧光发射光谱、循环伏安曲线及理论计算对该类染料及其前体的光学、电化学性质进行了研究。结果表明,染料Ⅳ和Ⅴ在可见光区域均有较宽的吸收带和发射带,其最大吸收波长分别为581和605 nm,最大发射波长分别为442和472 nm;相对于HOMO能级,丙二腈基团的引入对LUMO能级的影响更大。     

热分解三苯氧基膦臭氧加成物产生单线态氧与6-羟基-1,4-顺,顺-环辛二烯的反应

控制反应条件,热分解三苯氧基膦臭氧加成物(Ⅱ)产生单线态分子氧,其产率由70％提高到98％,同单线态氧的探针化合物α-蒎烯反应,得到单一的“ene”型产物,松香芹醇(pinocarveol)。同6-羟基-1,4-顺,顺-环辛二烯(Ⅰ)反应占优势的过程也是“ene”反应,分离出还原产物5,8-二羟基-1,3-顺,顺-环辛二烯(Ⅲ),以及(Ⅲ)的热重排产物6-羟基-4-顺-环辛烯酮(Ⅳ),这同用光敏氧化的方法氧化(Ⅰ)得到的结果相一致。通过构型分析,说明了化合物(Ⅰ)同单线态氧作用,通过协同的“ene”反应进行,使分子轨道相互作用不利的[_π4_s+_π2_s]加成过程被抑制。