疏水作用对光化学和光物理过程的影响 I: 不良溶剂中长链β-萘甲酸烷基酯的簇集和激基缔合物的形成

研究了不同链长的β-萘甲酸烷基酯(An)在乙二醇-水(EG-H2O)和二甲基砜-水(DMSO-H2O)混合溶剂中的荧光光谱, 以及添加物(无机盐、长链饱和烷烃、糖淀粉)对An荧光的影响. 长链An在混合溶剂中很容易形成激基缔合物, 表明疏水作用促使长链分子相互簇集. 测定了不同链长的分子发生簇集的临界浓度和临界溶剂组成. 分别添加长链烷烃和糖淀粉都能引起激基缔合物的荧光强度减弱和单体荧光强度的增强, 表明An和长链烷烃共簇集, 与糖淀粉形成包结物. 研究了在簇集体中An形成激基缔合物的动力学和热力学, 测定了激基缔合物形成和解离速率常数、活化能和热焓的变化. 证明了簇集体中基态发色基团之间并不具有激基缔合物的构型, 在一定温度下, 簇集体会发生相变.     

疏水作用对光化学和光物理过程的影响——Ⅸ.长链分子的簇集对β-萘甲酸烷基酯和脂肪酸9-蒽甲醇酯间能量传递的增强作用

在二甲基亚砜-水(DMS0-H_2O)混合溶剂中,长链β-萘甲酸烷基酯(A_n)、长链脂肪酸9-蒽甲醇醣(E_n)和长链饱和烷烃(C_n)相互簇集形成共簇集体,A_n通过共振机制向E_n进行单重态能量传递。在每个簇集体含近一个给体分子和一个受体分子的情况下,能量传递效率高达50％。簇集体内能量传递的速度比簇集体间的大一个数量级。A_n激基缔合物也可向E_n进行能量传递,但效率很低。由于形成激基缔合物的过程与能量传递过程相互竞争,激基缔合物的形成降低了能量传递的效率。     

疏水作用对光化学和光物理过程的影响IX. 长链分子的簇集对β-萘甲酸烷基酯和脂肪酸9-蒽甲醇酯间能量传递的增强作用

在二甲基亚砜-水(DMSO-H2O)混合溶剂中, 长链β-萘甲酸烷基酯(An)、长链脂肪酸9-蒽甲醇酯(En)和长链饱和烷烃(Cn)相互簇集形成共簇集体, An通过共振机制向En进行单重态能量传递, 在每个簇集体含近一个给体分子和一个受体分子的情况下, 能量传递效率高达50%,簇集体内能量抟递的速度比簇集体同的大一个数量级, An激基缔合物也可向En进行能量传递, 但效率很低, 由于形成激基缔合物的过程与能量传递过程相互竞争, 激基缔合物的形成降低了能量传递的效率。     

疏水作用对光化学和光物理过程的影响 Ⅶ.芘基烷基酮的荧光光谱及其在不良溶剂中的簇集

溶剂的极性对芘基烷基酮的单体荧光和激基缔合物荧光有很大影响,在非极性溶剂中单体荧光很弱,随着溶剂极性增大,单体荧光增强,单体荧光和激基缔合物荧光明显红移。利用芘基烷基酮荧光的这些性质研究了长链分子在二甲基亚砜-水(DMSO-H₂O)中的簇集现象。在浓度非常低的情况下,长链芘基烷基酮发射激基缔合物荧光,单体荧光也明显蓝移,表明芘基烷基酮形成了簇集体。长链饱和烷烃和芘基烷基酮发生共簇集,簇集体内的极性比环己烷的极性稍大。     

疏水作用对光化学和光物理过程的影响IX. 长链分子的簇集对β-萘甲酸烷基酯和脂肪酸9-蒽甲醇酯间能量传递的增强作用

在二甲基亚砜-水(DMSO-H2O)混合溶剂中, 长链β-萘甲酸烷基酯(An)、长链脂肪酸9-蒽甲醇酯(En)和长链饱和烷烃(Cn)相互簇集形成共簇集体, An通过共振机制向En进行单重态能量传递, 在每个簇集体含近一个给体分子和一个受体分子的情况下, 能量传递效率高达50%,簇集体内能量抟递的速度比簇集体同的大一个数量级, An激基缔合物也可向En进行能量传递, 但效率很低, 由于形成激基缔合物的过程与能量传递过程相互竞争, 激基缔合物的形成降低了能量传递的效率。     

疏水作用对光化学和光物理过程的影响 Ⅱ.不良溶剂中长链水杨酸烷基酯的簇集和荧光光谱的变化

前文报道了长链β-萘甲酸烷基酯在不良溶剂中形成激基缔合物,为长链分子在不良溶剂中发生簇集提供了新的证据.本文报道证明长链分子在不良溶剂中发生簇集的另一个实验事实.长链水杨酸烷基酯在二甲基亚砜-水(DMSO-H_2O)和乙二醇-水(EG-H_2O)混合溶剂中的荧光光谱分布以及荧光量子产率与短链水杨酸烷基酯的显著不同,这些差别可以用长链分子发生簇集来加以解释.     

一种新型的分子内激基缔合物——双-β-萘基烷烃及其衍生物分子内激基缔合物的研究

本文报道几种双-β-萘甲酸多次甲基二醇酯及双-β-萘基烷烃次甲基链上被极性基团取代的衍生物的合成及其荧光谱。结果表明,它们都能形成分子内激基缔合物,对于双-β-萘甲酸多次甲基二醇酯来说,其分子内激基缔合物的荧光强度与链长有关,以三次甲基链为最大。对于双-β-萘基烷烃取代衍生物来说,由于吸电子基团的引入使两个萘环的电子云密度不等,它们所形成的分子内激基缔合物的荧光峰都比未取代的1,3-双-β-萘基丙烷有所蓝移。在极性溶剂乙腈中其分子内激基缔合物的荧光峰的位置虽然不变,但I_E/I₂值则有所降低,表现出既不完全与激基缔合物相同,又不完全与激基复合物相同的性质。     

疏水作用对光化学和光物理过程的影响——Ⅷ.N-烷基吲哚在不良溶剂中的簇集及其荧光光谱

本文研究了链长不同的N-烷基吲哚和3-甲基-N-烷基吲哚在二甲基亚砜-水(DMSO-H_2O)混合溶剂中的稳态和时间分辩荧光光谱,发现随混合溶剂中水的体积分数增大、短链吲哚衍生物的荧光峰位置红移。荧光寿命增长、而长链吲哚衍生物荧光峰位置明显兰移、荧光寿命变短。表明长链吲哚衍生物在混合溶剂中发生簇集,簇集体中微环境的极性和环己烷相似,利用时间分辨荧光光谱计算出长链吲哚衍生物在溶液本体相和簇集体中的分布。     

疏水作用对光化学和光物理过程的影响——Ⅷ.N-烷基吲哚在不良溶剂中的簇集及其荧光光谱

本文研究了链长不同的N-烷基吲哚和3-甲基-N-烷基吲哚在二甲基亚砜-水(DMSO-H_2O)混合溶剂中的稳态和时间分辩荧光光谱, 发现随混合溶剂中水的体积分数增大、短链吲哚衍生物的荧光峰位置红移。荧光寿命增长、而长链吲哚衍生物荧光峰位置明显兰移、荧光寿命变短。表明长链吲哚衍生物在混合溶剂中发生簇集,簇集体中微环境的极性和环己烷相似, 利用时间分辨荧光光谱计算出长链吲哚衍生物在溶液本体相和簇集体中的分布。     

疏水作用对光化学和光物理过程的影响 Ⅳ.不良溶剂中双-β-萘甲酸多亚甲基二醇酯分子的构象及分子内激基缔合物

本文研究了双-β-萘甲酸多亚甲基二醇酯(B_n)在二甲基亚砜-水(DMSO-H_2O)和乙二醇-水(EG-H_2O)两种混合溶剂中的稳态和时间分辨荧光光谱以及温度、溶剂组成对荧光光谱的影响.发现疏水作用使B_3、B_4、B_5和B_(10)的两个发色团在基态时相互重叠,因此被激发时,很容易形成分子内激基缔合物.B_2的激基缔合物中,两个亚甲基为顺叠式构象,在基态时两个发色团只能相互靠近.以减小排斥能.受激后,两个发色团需稍作运动,才能形成激基缔合物,测定了B_2激基缔合物形成的动力学和热力学参数,并和β-萘甲酸酯发色团形成分子间激基缔合物的参数进行了比较.     

疏水作用对光化学和光物理过程的影响 IV: 不良溶剂中双-β-萘甲酸多亚甲基二醇酯分子的构象及分子内激基缔合物

本文研究了双-β-萘甲酸多亚甲基二醇酯(Bn)在二甲基亚砜-水(DMSO-H2O)和乙二醇-水(EG-H2O)两种混合溶剂中的稳态和时间辨荧光光谱以及温度、溶剂组成对荧光光谱的影响. 发现疏水作用使B3、B4、B5和B10的两个发色团在基态时相互重叠, 因此被激发时, 很容易形成分子内激基缔合物. B2的激基缔合物中, 两个亚甲基为顺叠式构象, 在基态时两个发色团只能相互靠近. 以减小排斥能. 受激后, 两个发色团需稍作运动, 才能形成激基缔合物, 测定了B2激基缔合物形成的动力学和热力学参数, 并和β-萘甲酸酯发色团形成分子间激基缔合物的参数进行了比较.     

低苯乙烯含量的丁二烯-苯乙烯共聚物的激基缔合物荧光研究

本文报导一种低苯乙烯含量(5％,Wt.)的丁二烯-苯乙烯共聚物,经~1H NMR证明其分子链上不存在相邻苯乙烯单元。荧光光谱结果表明,它在良溶剂(二氯乙烷)的稀溶液状态下只呈现单分子荧光。从良溶剂-θ溶剂(二氯乙烷-甲醇体系)及稀溶液-浓溶液-固体之荧光光谱的变化,证明形成了链内非近邻生色团之间和链间生色团之间的激基缔合物(Excimer)。从固体与θ溶剂的激基缔合物荧光的比较,还可区分链内非近邻和链间苯环形成激基缔合物对荧光强度的贡献。这一结果对阐明高分子链内非近邻和链间激基缔合作用提供了新的证据,并有助于了解高聚物本体中相互穿透、相互缠结的无规线团的形态。     

疏水作用对光化学和光物理过程的影响II: 不良溶剂中长链水杨酸烷基酯的簇集和荧光光谱的变化

本文报道证明长链分子在不良溶剂中发生簇集的实验事实.长链水杨酸烷基酯在二甲基亚砜-水(DMSO-H2O)和乙二醇-水(EG-H2O)混合溶剂中的荧光光谱分布以及荧光量子产率与短链水杨酸烷基酯的显著不同,这些差别可以用长链分子发生簇集来加以解释.     

疏水作用对光化学和光物理过程的影响 Ⅲ.长链β-萘甲酸烷基酯在簇集体中形成激基缔合物的热力学和动力学

在乙二醇-水(EG-H₂O)和二甲基亚砜-水(DMSO-H₂0)混合溶剂中,β-萘甲酸十二烷基酯和十六烷基酯很容易发生簇集.本文研究了簇集体中的β-萘甲酸酯在—40℃3到90℃温度范围内的稳态荧光光谱和时间分辨荧光光谱以及荧光偏振,测定了激基缔合物形成和解离的速度常数,求出激基缔合物形成的活化能,焓变和熵变分别为10.9±0.4kJ/mol,—16.7±0.4kJ/mol和—50±4J/mol·K。A₁₂和A₁₆簇集体分别在—20℃和5℃发生相变.测定了不同温度下簇集体内的微观粘度。     

芘在石英玻片表面的柔性长臂固定化及其对二元羧酸的传感特性

将传感元素芘经由柔性长臂——丙二胺和3-缩水甘油丙醚基三甲氧基硅烷化学结合于石英玻片表面, 得到一种新型光致发光薄膜材料. 研究表明, 不论在湿态还是在干态, 该薄膜均具有芘单体及其激基缔合物的荧光发射特征. 通过静态荧光和时间分辨荧光光谱研究, 发现激基缔合物荧光发射主要来自于基态二聚体直接激发所形成激基缔合物. 激基缔合物结构包含具有“三明治”结构的正常激基缔合物和部分重叠的变形激基缔合物结构. 乙二酸、丙二酸、丁二酸等二元羧酸的存在对固定化芘的单体和激基缔合物的荧光发射均表现出敏化作用, 但敏化达到平衡所需要的时间因二元羧酸链长的不同而不同. 一般来讲，二元羧酸的链长越长, 平衡所需时间越长. 二元羧酸敏化作用对时间的依赖性被归因于分子链插入所引起的薄膜表面固定化传感元素(荧光活性小分子)空间分布的改变. 以甲酸或乙酸代替二元羧酸进行实验并未发现类似的敏化作用. 实验所得功能薄膜对二元羧酸的响应具有良好的可逆性.     

α、ω-双香豆素长链化合物激基缔合物的研究

通过α、ω－双香豆素长链化合物详细研究了香豆素激基缔合物的荧光行办，通过吸收光谱、荧光光谱和激发光谱，考察了香豆素激基缔合物的发光位置与激发波长，借助单光子技术确定了形成的是分子内的激基缔合物，通过1HNMR谱研究了不同双香豆素长链化合物的构象分布，揭示了在水溶液中由于疏水相互作用促进了长链化合物分子内激基缔合物的形成．     

疏水作用、疏脂作用在有机合成中的应用

本文合成了一系列不同链长的双-2-萘甲酸多亚甲基二醇醋((N-M_n-N, n=2,3,5,8,10),和不同链长的α, ω-脂肪二酸二9-蒽甲醇酷(A-M_n-A, n=3,6,10),研究了它们在不同溶剂中的光物理行为,实验结果表明,在不良溶剂中,分子受疏水作用发生自绕曲,两末端基相互靠拢,有利于激基缔合物的形成,糖淀粉对N-M_n-N分子的包结作用也对分子的自绕曲给出了进一步的证据.     

新型三嗪桥连的双1,8-萘酰亚胺衍生物的合成及其光物理行为

以1,8-萘酰亚胺和三聚氯氰为主要原料, 合成了两种由三嗪环桥连的双1,8-萘酰亚胺化合物3 和5. 采用紫外-可见光谱和荧光光谱等手段考察了两种化合物在不同溶剂中的光物理行为. 与参比化合物N-丁基-1,8-萘酰亚胺相比, 在二氯甲烷、三氯甲烷和甲醇等极性溶剂中, 化合物3和5除了在短波区(λ<400 nm)存在1,8-萘酰亚胺的特征荧光发射峰外, 在长波区(>450 nm)均产生一个较强的新荧光发射峰, 表现出分子内激基缔合物的光物理行为. 与化合物5相比, 由于化合物3特殊的构象异构, 其荧光强度发生严重的猝灭. 在非极性溶剂甲基环己烷中, 化合物5 由于存在较强的分子间氢键作用而聚集, 受激后形成了较稳定的分子间激基缔合物, 但未观察到明显的分子内激基缔合物的形成. 在甲苯溶剂中, 化合物3和5与甲苯分子形成了激基复合物, 并未形成分子内激基缔合物. 进一步研究3和5的固态激发态性质, 发现化合物3和5的固体薄膜受激后分别在465和469 nm处出现激基缔合物的特征荧光发射峰.     

疏水作用对光化学和光物理过程的影响 Ⅴ.1,3-二萘基丙烷在不良溶剂中的分子构象和激基缔合物的形成

本文研究了1,3-二(α-萘基)丙烷(ααDNP)和1,3-二(β-萘基)丙烷(ββDNP)在乙二醇-水(EG-H_2O)混合溶剂中的吸收光谱、荧光光谱以及时间分辨荧光光谱,发现在-196至60℃范围内,疏水效应使ααDNP 和ββDNP 分子采取两个萘环彼此靠近相互平行的构象,并且两个萘环间有很强的相互作用,形成基态配合物(二聚体),受激后只显示二聚体荧光.高于60℃,二聚体分解,受激后显示单体和激基缔合物荧光.     

疏水作用对光化学和光物理过程的影响 V: 1,3-二萘基丙烷在不良溶剂中的分子构象和激基缔合物的形成

本文研究了1,3-二(α-萘基)丙烷(ααDNP)和1,3-二(β-萘基)丙烷(ββDNP)在乙二醇-水(EG-H2O)混合溶剂中的吸收光谱、荧光光谱以及时间分辨荧光光谱, 发现在-196至60℃范围内, 疏水效应使ααDNP和ββDNP分子采取两个萘环彼此靠近相互平行的构象, 并且两个萘环间有很强的相互作用, 形成基态配合物(二聚体), 受激后只显示二聚体荧光. 高于60℃, 二聚体分解, 受激后显示单体和激基缔合物荧光.