三苯胺-alt-4,7-二(3-己基噻吩)-[2,1,3]苯并噻二唑共聚物的合成及表征

通过Suzuki偶联聚合反应,合成了一类新型低带隙交替共聚物-三苯胺-alt-4,7-二(3-己基噻吩)-[2,1,3]苯并噻二唑 (PTPADHDBT).聚合物数均分子量Mn=9420,分散系数Mw/Mn=3.2.PTPADHDBT溶液的两个吸收峰分别位于355nm与514nm, 光学带隙为2.02eV.而聚合物薄膜的吸收峰分别位于356nm与523nm,与溶液中的吸收峰相比红移了9nm;聚合物溶液和薄膜的荧光发射峰分别为677nm和683nm,与溶液的发射峰相比,薄膜的荧光发射峰红移了6nm.     

2,5-二氰基-1,4-二(4′-甲氧基苯乙烯基)苯的合成和非线性光学性质

报道了具有典型D-A-D型共轭结构的反式2,5-二氰基-1,4-二(4′-甲氧基苯乙烯基)苯(DCHO)的合成.用核磁、红外和元素分析进行了表征.测试了紫外吸收光谱、单光子荧光光谱、双光子荧光光谱及双光子吸收截面.在800 nm的飞秒脉冲激光激发下,标题化合物发出很强的绿色上转换荧光.化合物2,5-二氰基-1,4-二(4′-甲氧基苯乙烯基)苯的最大吸收波长、单光子发射波长、最大双光子荧光波长、荧光量子产率、双光子吸收系数及双光子吸收截面分别是393 nm、470 nm、475 nm、0.12、0.8 cm/GW、270 GM.这些数据表明,对位甲氧基的D-A-D型化合物具有较好的双光子吸收性能,DCHO是双光子荧光显微与成像应用的一个良好的候选材料.     

2,5-二氰基-1,4-二(4′-甲氧基苯乙烯基)苯的合成和非线性光学性质

报道了具有典型D-A-D型共轭结构的反式2,5-二氰基-1,4-二(4′-甲氧基苯乙烯基)苯(DCHO)的合成。用核磁、红外和元素分析进行了表征。测试了紫外吸收光谱、单光子荧光光谱、双光子荧光光谱及双光子吸收截面。在800 nm的飞秒脉冲激光激发下,标题化合物发出很强的绿色上转换荧光。化合物2,5-二氰基-1,4-二(4′-甲氧基苯乙烯基)苯的最大吸收波长、单光子发射波长、最大双光子荧光波长、荧光量子产率、双光子吸收系数及双光子吸收截面分别是393 nm、470 nm、475 nm、0.12、0.8 cm/GW、270 GM。这些数据表明,对位甲氧基的D-A-D型化合物具有较好的双光子吸收性能,DCHO是双光子荧光显微与成像应用的一个良好的候选材料。     

7-二芳氨基香豆素类荧光染料的合成及光谱性能

以7-二芳氨基香豆素为电子给体,联噻吩和联苯噻吩为π桥,氰乙酸为电子受体设计合成了两个“D-π-A”型香豆素类光敏染料,通过核磁共振氢谱及高分辨质谱测定,确认其化学结构,测定了其紫外-可见吸收光谱、荧光发射光谱。采用密度泛函理论-高斯密度泛函（DFT-B3LYP/6-31G(d)）对化合物进行几何优化,并进一步用TD-DFT方法计算得到吸收光谱和发射光谱,分析了构效关系。结果表明,与二苯氨基香豆素光敏染料相比,二芴氨基香豆素光敏染料的基态能级差分别由2.49 eV和2.62 eV减小至2.31 eV和2.49 eV;激发态能级差也相应减小了0.52 eV和0.42 eV;与以联苯噻吩为π桥的光敏染料相比,以联噻吩为π桥的光敏染料具有更好的分子平面性,最大吸收波长分别红移19 nm和4 nm,发射波长则分别红移16 nm和9 nm。     

含咔唑基团芘类荧光材料的合成与发光性质

以1-溴芘、1,6-二溴芘和9-对乙炔苯基咔唑为原料,通过Sonogashira偶联反应合成了1-[4-(9-咔唑)苯乙炔基]芘和1,6-二[4-(9-咔唑)苯乙炔基]芘两种荧光分子。经熔点、核磁共振氢谱以及元素分析等结构表征,对中间体和目标产物的紫外-可见吸收、荧光发射以及结构与性质之间的构效关系进行了研究。通过结构修饰,可有效调节此类分子的吸收及发射性质。当芘单元作为中心电子受体,以4-苯乙炔基为桥连基,引入咔唑基团作为电子给体时,其分子共轭程度、结构刚性和分子内电荷转移能力显著提高。相对于D-π-A结构的单取代化合物,双取代D-π-A-π-D结构分子的最大发射峰由422 nm红移至446 nm,荧光量子效率由0.64提升至1.08。该类化合物可作为高效的蓝光荧光材料,应用于有机光致/电致发光材料以及有机发光二极管等领域。     

香豆素类化合物的合成及其光谱性质的研究

本文分别用Wittig反应、Perkin反应和Pechmanmn反应合成了邻甲氧基取代二苯乙烯及其由内酯键固环为3-位苯环或4-位苯环取代的香豆素化合物，固环为3-位苯环取代的香豆素化合物的最大吸收波长稍有红移约2nm，而发射波长产生了约20nm的较大红移，Stokes位移增大了18nm，荧光量子效率也稍有提高。香豆素化合物在7-位由供电基甲氧基取代后，最大吸收波长红移16nm，发射波长红移21nm，Stokes位移增大5nm，荧光量子效率却提高了近四倍，荧光量子效率接近1．0。7-位同为甲免基取代，由3-位对溴苯基变为4-位对溴苯基取代时，吸收波长蓝移16nnn，荧光发射波长亦蓝移20nm，Scokes位移降低4nm，荧光量子效率大幅度降低。     

7-二芳氨基香豆素类光敏染料的合成及光谱性能

以7-二芳氨基香豆素为电子给体,联噻吩或联苯噻吩为π桥,氰乙酸为电子受体设计合成了两个"D-π-A"型香豆素类光敏染料(Ⅴ1和Ⅴ2),通过核磁共振氢谱及高分辨质谱测定,确认其化学结构,测定了其紫外-可见吸收光谱、荧光发射光谱。采用密度泛函理论-高斯密度泛函〔DFT-B3LYP/6-31G(d)〕对化合物进行几何优化,并进一步用TD-DFT方法计算得到吸收光谱和发射光谱,分析了构效关系。结果表明,与7-二苯氨基香豆素光敏染料(Ⅴ_3和Ⅴ_4)相比,7-二芴氨基香豆素光敏染料(Ⅴ_1和Ⅴ_2)的基态能级差分别由2.49 eV和2.62 eV减小至2.31 eV和2.49 eV;激发态能级差也相应减小了0.52 eV和0.42 eV;与以联苯噻吩为π桥的光敏染料(Ⅴ_2和Ⅴ_4)相比,以联噻吩为π桥的光敏染料(Ⅴ_1和Ⅴ_3)具有更好的分子平面性,最大吸收波长分别红移4nm和19 nm,发射波长则分别红移9 nm和16 nm。     

含咔唑基团芘类荧光材料的合成与发光性质

以1-溴芘、1,6-二溴芘和9-对乙炔苯基咔唑为原料,通过Sonogashira偶联反应合成了1-（4-（9-咔唑）苯乙炔基）芘和1,6-二（4-（9-咔唑）苯乙炔基）芘两种荧光分子。经熔点、核磁共振氢谱以及元素分析等结构表征,对中间体和目标产物的紫外-可见吸收、荧光发射以及结构与性质之间的构效关系进行了研究。通过结构修饰,可有效调节此类分子的吸收及发射性质。当芘单元作为中心电子受体,以4-苯乙炔基为桥连基,引入咔唑基团作为电子给体时,其分子共轭程度、结构刚性和分子内电荷转移能力显著提高。相对于D-π-A结构的单取代化合物,双取代D-π-A-π-D结构分子的最大发射峰由422 nm红移至446 nm,荧光量子效率由0.64提升至1.08。该类化合物可作为高效的蓝光荧光材料,应用于有机光致/电致发光材料以及有机发光二极管等领域。     

甲氧基修饰平面化三苯胺电子给体的合成与性能研究

以2-氨基苯甲酸甲酯为原料，经过Ullmann反应、亲核加成等反应，合成了一种甲氧基修饰的平面化三苯胺电子给体CMo,通过¹H NMR确定结构的正确性。与常见电子给体三苯胺TPA、吲哚啉YD作对比，紫外吸收光谱显示，CMo的最大吸收波长为304 nm,相比YD(298 nm)和TPA(297 nm)发生了红移，且最大吸收峰随极性的增强变化率大，表明CMo可离域化程度很大，给电子能力更好；循环伏安测试表明，CMo的HOMO能级(-5.21 eV)和LUMO能级(-1.48 eV)都高于YD(-5.38 eV、-1.70 eV)和TPA(-5.53 eV、-1.79 eV),可以作为新的电子给体材料应用于有机光电器件中。     

一种共轭炔基咔唑染料分子的合成及光谱性质研究

以二苯硫醚和咔唑为原料,合成了一种以碳碳三键作为桥接基团的新共轭炔基咔唑分子4,4'-二((N-乙基咔唑-3)-乙炔基)苯基硫醚(CZ-S-CZ),其结构经IR、~1HNMR和~(13)CNMR进行表征。通过紫外-可见吸收光谱研究表明,该物质在300~400 nm有较强的吸收。单光子荧光发射光谱研究表明,该化合物的单光子荧光最大发射波长是382 nm,荧光量子产率达到0.4。双光子激发荧光光谱研究表明,CZ-S-CZ在750~780 nm间具有双光子吸收性能,其双光子吸收截面最大可以达267.2 GM。     

胡椒醛缩合卟啉化合物的合成及其光谱性能

以胡椒醛及羟基芳香醛为原料与吡咯在丙酸中回流,合成了6种卟啉化合物,其结构用1HNMR,IR,UV-V is和ESI-MS确定。与四苯基卟啉(TPP)相比,胡椒醛的引入增大了卟啉环的共轭性,使几种化合物的光学吸收波长均发生不同程度的红移,其中,Soret带最大红移11 nm;同时,胡椒醛的引入缩小了基态与激发态之间的能极差,化合物荧光发射波长发生1~5 nm的红移。     

多孔硅——聚合物PFTD复合膜的光致发光研究

文章采用直接浸泡法在多孔硅中嵌入了新型共轭有机聚合物聚[4-（N,N-二甲基胺丙氧基）苯-4,4’-二苯胺-9,9-二辛基芴-4,7-二噻吩-2-基-2,1,3-苯并噻二唑]（PFTD）,对比研究了多孔硅,PFTD/多孔硅,PFTD/硅以及PFTD在甲苯溶液中的光致发光特性。实验结果表明：PFTD/多孔硅复合膜光致发光强度要明显强于PFTD/硅,同时由于聚合物在固态时有效共轭程度增加导致PFTD/多孔硅复合膜的荧光光谱相对于甲苯溶液中的红光聚合物光谱有所红移。     

双氰基二苯代乙烯型双光子荧光温度敏感探针

对二甲苯分别经过亲电取代、亲核取代、α-位溴代和亲核取代消除反应得到1,4-二氰基-2-甲基-5-(二乙基磷酰基甲基)苯(Ⅴ);咔唑经过亲核取代反应得到中间体4-(9-咔唑基)-苯甲醛(Ⅶ);中间体Ⅴ与Ⅶ经维蒂希-霍纳尔反应得到目标化合物2,5-二氰基-4-甲基-4′-(9-咔唑基)二苯乙烯(供体-π-受体,D-π-A)(SP),反应总产率达45.5%。SP的溶剂生色范围由412 nm(环己烷)红移至541 nm(二甲基亚砜)(最大发射波长),SP具有非常大的双光子吸收截面(δ_TPA=6930 GM)和高的荧光量子产率[Φ=0.992(环己烷)],其荧光强度对溶剂极性和温度显示很强的依赖性。在单光子荧光发射(OPE)和双光子荧光发射(TPE)谱图中,SP的单、双光子荧光发射强度与温度之间的线性相关系数(R²)均>0.998,表达式分别为I_F=–0.0141θ+1.2881(OPE)和I_F=–0.0143θ+1.2698(TPE)[I_F为荧光强度,θ为温度(℃)]。     

取代三苯胺对三苯胺-芴-苯并噻二唑共聚物光致发光性能的影响

采用Suzuki偶合反应合成了取代基团分别为三氟甲基(P1),甲基(P2),叔丁基(P3)的三苯胺-芴-苯并噻二唑类聚合物。并通过核磁共振法,凝胶渗透色谱法,热重分析法,紫外-可见光光谱法,荧光光谱法等研究了三苯胺上不同取代基对共聚物性能的影响,并对这三者的光学性能及电化学性能进行了比较。这些聚合物的分子量在13300~22000,并且均能溶于常见溶剂中如四氢呋喃、甲苯、氯仿等。P1,P2,P3在薄膜状态下荧光发射波长分别为535、539和545 nm。聚合物的光学性质受三苯胺基团上取代基的空间体积及推拉电子能力的大小共同影响,当取代基团的空间位阻及吸电子能力由P3到P2到P1逐渐变大时,聚合物的能带隙宽也逐渐变大,同时使聚合物的紫外-可见光吸收峰及荧光发射峰的波长蓝移。利用这种性质可以对三苯胺-芴-苯并噻二唑聚合物的光致发光性能进行精细调节,从而得到发出纯正绿光的材料。其中的带有三氟甲基(P1)的聚合物表现出相对较纯正的绿色荧光。使得P1成为一种非常有前景的光致发光器件用聚合物。     

2,5-二氰基-1,4-二(3'',4'',5''-三甲氧基苯乙烯基)苯的合成和非线性光学性质

报道了具有典型D-A-D型共轭结构的反式2,5-二氰基-1,4-二(3′,4′,5′-三甲氧基苯乙烯基)苯(TMOS)的合成和非线性光学性质.用核磁、红外和元素分析进行了表征.测试了紫外吸收光谱、单光子荧光光谱、双光子荧光光谱及双光子吸收截面.在800 nm的飞秒脉冲激光激发下,目标化合物发出很强的黄绿色上转换荧光.TMOS的最大吸收波长、单光子荧光波长、双光子荧光波长、荧光量子产率、双光子吸收系数、最大双光子吸收截面及双光子荧光寿命分别是395 nm、523 nm、526 nm、0.26、1.2 cm·GW-1、405 GM、230 ps.这些数据表明对位甲氧基的D-A-D型化合物具有较好的双光子吸收性能,TMOS是细胞中DNA双光子荧光显微与成像应用的良好候选材料.     

2,5-二氰基-1,4-二（3′,4′,5′-三甲氧基苯乙烯基）苯的合成和非线性光学性质

报道了具有典型D-A-D型共轭结构的反式2,5-二氰基-1,4-二(3′,4′,5′-三甲氧基苯乙烯基)苯(TMOS)的合成和非线性光学性质。用核磁、红外和元素分析进行了表征。测试了紫外吸收光谱、单光子荧光光谱、双光子荧光光谱及双光子吸收截面。在800 nm的飞秒脉冲激光激发下,目标化合物发出很强的黄绿色上转换荧光。TMOS的最大吸收波长、单光子荧光波长、双光子荧光波长、荧光量子产率、双光子吸收系数、最大双光子吸收截面及双光子荧光寿命分别是395 nm、523 nm5、26 nm、0.26、1.2 cm.GW-14、05 GM、230 ps。这些数据表明对位甲氧基的D-A-D型化合物具有较好的双光子吸收性能,TMOS是细胞中DNA双光子荧光显微与成像应用的良好候选材料。     

基于meso-位置含有S原子的醌式Bisanthene衍生物的合成与性质表征

在醌式Bisanthene的meso-位置嵌入杂原子S,然后对其光电性质进行研究。原料9-噻吨酮和劳森试剂反应得到硫酮(Ⅲ),接着和水合肼缩合成酮腙(Ⅳ),其后被氧化得到相应的重氮化合物,该产品直接和Ⅲ通过Barton-Kellogg反应制备环硫化合物Ⅴ,接着被Cu粉还原生成烯烃前体Ⅵ。最后对Ⅵ进行Katz-modified Mallory光关环来合成Ⅰ。由于单边关环产物Ⅶ不具有均苯乙烯类结构骨架,不能进一步发生光关环得到目标产物Ⅰ。化合物Ⅶ和Ⅵ相比,表现出扩展的π体系,自身的最大吸收波长红移105 nm,发射波长红移90 nm。另外,电化学测试表明Ⅶ可以被可逆的氧化为阳离子,且被扩展的π体系所稳定。由此推测,目标产物I具有更大的π体系,更长范围的吸收及发射波长,较低的Eg、更多级的可逆氧化电位。     

1,8-萘酰亚胺类化合物的荧光光谱性能研究

研究了11种新型1，8-萘二甲酰亚胺类荧光化合物的荧光光谱性能。利用紫外光谱仪和荧光光谱仪测定了这两类化合物的紫外光谱和荧光光谱，分别得到最大吸收波长、最大激发波长、最大荧光发射波长，并以硫酸奎宁的0.5mol／l硫酸水溶液为参比标准，测定了各化合物的荧光量子产率在此基础上，研究了浓度、溶荆对荧光性能的影响、以及化合物结构与荧光性能的关系。结果表明，1，8-萘酰亚胺粪化合物随着浓度的增大，荧光光谱发生红移，且斯托克斯位移增大。随着溶剂极性的增大，最大荧光发射波长发生红移，斯托克斯位移增大，荧光量子产率增大在1，8-萘酰亚胺类化合物的4-位引入笨并呋喃取代基后，最大荧光发射波长红移70nm～100nm，斯托克斯位移增大20nm～50nm，荧光量子产率明显增大。     

具有A-π-D-π-A结构的咔唑衍生物的合成及其光物理性质

设计合成了三种基于咔唑的具有A-π-D-π-A结构的有机小分子发光材料M1～M3,并用红外光谱、核磁共振谱、元素分析对其结构进行了表征。通过紫外-可见(UV-Vis)光谱、荧光光谱、循环伏安法、热重分析(TGA)对其光物理性质进行了研究。结果表明,M1～M3在CH_2Cl_2稀溶液中均在约350、465 nm处出现两个吸收峰,其最大吸收波长均位于约465 nm处,并具有良好的溶解性和溶液成膜性。M1、M2和M3在CH_2Cl_2稀溶液中均发射黄色荧光,发射峰均在575 nm左右;在固体状态下,荧光发射峰均发生显著紅移,荧光发射峰分别位于633、662和685 nm,均发射红色荧光;其最高已占轨道(HOMO)能级分别为-5.29、-5.24和-5.33 eV,与阳极氧化铟锡(ITO)的功函(-4.8～-5.0 eV)相匹配,表现出良好的空穴传输性能;其热分解温度分别为224、307和320℃,热稳定性优良。     

一个发射波长明显红移的二苯乙烯类pH探针

该文选用有别于文献报道的合成路线合成并表征了4-二甲胺基-4′-二苯胺基二苯乙烯(DPVP)。当pH从7.04减小到2.90时,c(DPVP)=1.0μmol/L的V(水)/V(乙醇)=1溶液的紫外-可见吸收强度减弱,且变化灵敏。当该溶液的pH从7.04减小到4.20时,荧光强度减弱相对较慢,最大发射波长保持不变,且pKa=6.13±0.07;当pH从4.20继续减小到2.65时,荧光强度减弱相对较快,最大发射波长持续红移,直至最终红移12 nm,且pKa=3.48±0.01。荧光减弱的原因是二甲胺基上的氮原子质子化。该化合物是一个很好的pH荧光探针,pH响应灵敏,检测pH范围为7.04~2.65。