利用Reimer-Tiemann反应合成水杨醛缩肼聚集诱导发光分子的综合实验

聚集诱导发光(Aggregation-Induced Emission,AIE)分子是一类在聚集状态下表现出强烈荧光而在分散状态下荧光较弱甚至无荧光的分子。自2001年首例AIE分子被发现以来,各类新型AIE分子如雨后春笋般相继被开发出来,并在有机光电材料、荧光探针、生物成像等领域表现出非常广泛的应用。其中,水杨醛缩肼就是一类合成简单、荧光强度高的典型AIE分子。本论文介绍了利用Reimer-Tiemann反应合成水杨醛,并通过与水合肼反应进一步得到水杨醛缩肼AIE分子的方法。在本实验中,学生不但练习了经典Reimer-Tiemann反应的操作方法,同时也学习了水杨醛缩肼分子的AIE特性及其产生机理。结合拓展阅读,可使学生进一步了解AIE分子的应用。     

具有聚集诱导发光性质的近红外荧光染料

聚集诱导发光(AIE)现象的发现为解决传统有机荧光分子在高浓度和聚集形态下存在的荧光猝灭问题提供了最佳方案,并实现了在光电器件、化学传感、生物成像和靶向治疗等众多领域的广泛应用。随着对AIE发光机理研究的不断深入,AIE分子体系得到了极大的扩展。其中,一类具有给体-受体结构的AIE分子能够显著降低分子能隙,使发光分子波长从可见光区(400~700 nm)延伸到近红外(NIR)区(700~1700 nm)。由于NIR发光分子在生物医学领域中的独特优势,其已成为目前AIE研究的热点。随着对NIR分子设计及应用的不断探索,附加不同功能且发光波长更长的AIE分子也被开发出来了,并实现了对生物体特定组织的NIR荧光成像、光声成像、光动力治疗和光热治疗等。本文总结了近年来具有AIE性能的NIR荧光分子的结构及其在生物医学领域的相关应用。     

喹喔啉酮类JNK3抗肿瘤抑制剂的绿色合成——推荐一个综合化学实验

介绍了一个荧光光谱方面新的实验项目:以苝和六苯基噻咯作为发光物质的特征分子,通过测定其不同聚集状态下的荧光光谱,观察聚集荧光淬灭ACQ(aggregation-causedquenching)和聚集诱导发光AIE(aggregationinduced emission)两种不同的发光现象;利用晶体学数据库CCDC (Cambridge Crystallographic Data Centre)检索特征分子的晶体结构,从分子晶体结构层面分析AIE和ACQ发光现象产生的原因,在此基础上探讨不同发光机制和分子状态的关系。论文详细描述了实验的设计思想、实验内容和实验结论,并结合教学过程,分析了该实验在开阔学生视野、提高认知水平及培养科研素养等方面所取得的教学效果。     

二苯乙烯基蒽衍生物:聚集诱导发光性质、机理及应用

与传统的发光分子相比,具有聚集诱导发光(AIE)性质的分子,在聚集态或固态条件下,由于独特的分子结构和聚集态结构,表现出显著增强的荧光发射,因而在光电器件、生物化学检测等领域展现出广阔的应用前景。本文总结了二苯乙烯基蒽(DSA)及其衍生物的AIE性质,分析了DSA类分子AIE现象的机理,如分子内转动受限、扭曲的分子结构及分子间聚集结构等,同时介绍了此类分子在固态发光、刺激-响应材料,以及生物检测和生物成像等方面的应用。     

聚集诱导发光机理研究

与传统荧光生色团聚集后导致荧光猝灭相反,有一类化合物在单分子状态下荧光微弱甚至观察不到荧光,而在聚集状态下荧光显著增强,这就是聚集诱导发光(AIE)现象。AIE现象独特的优越性使得众多研究组开发出越来越多的新AIE体系,其机理也被广泛而深入地研究。本文总结了目前为止已经提出的AIE机理,包括分子内旋转受限、分子内共平面、抑制光物理过程或光化学反应、非紧密堆积、形成J-聚集体以及形成特殊激基缔合物等;着重评述了目前研究最为全面、适用范围最广的分子内旋转受限机理。同时介绍了一些基于这些机理设计的新AIE体系。     

多芳基吡咯衍生物的发光性质及其应用

荧光分子在良溶剂中基本不发光或发光较弱,而在聚集状态下发光较强的现象,称为聚集诱导发光(Aggregation-induced emission,AIE)现象,这与传统的聚集导致猝灭(Aggregation-caused quenching,ACQ)现象相反。本文研究了多苯基吡咯衍生物的结构与发光性能的关系。通过比较吡咯衍生物的单晶结构和发光性质发现扭曲的结构可以限制共轭发光基团的分子内旋转(RIR),这是产生AIE现象的主要原因。羧酸化的吡咯衍生物可以对Al³⁺实时、选择性检测。由DMF诱导的三苯基吡咯羧酸衍生物(TPPA)重结晶在固态时出现可控的荧光发射,它具备很好的温度选择性,响应迅速,并可以循环利用,这证明TPPA可以作为一种热响应材料用于温度监控设备中。     

取代基效应对喹啉腈AIE荧光性能的研究

吡喃腈(DCM)类化合物作为传统的荧光染料, 其本身具有聚集荧光淬灭(Aggregation caused quenching, ACQ)的现象. 通过对吡喃腈母体进行结构修饰, 合成了一类具有长波长、聚集诱导发光(Aggregation-induced emission, AIE)的喹啉腈(QM)衍生物, 该类化合物在良溶剂中呈现弱荧光, 但在聚集态和固态时荧光增强. 并进一步研究了取代基效应对这类AIE化合物荧光性能的影响, 卤素原子的引入使得聚集态荧光基本保持在561~571 nm之间, 但荧光量子效率变化很大, QM-Br的Φ_F值最大(13.9%), QM-F次之(8.7%), QM-I最小(3.4%). 给电子单元可与QM母体单元形成D-π-A结构, 其增强的推拉电子效应延长了聚集态波长, 同时能级带隙变窄. 取代基效应的研究有助于理解AIE化合物聚集微环境的变化, 为进一步发展近红外AIE荧光染料及其生物应用打下良好的基础.     

二苯乙烯基蒽聚集诱导发光材料体系的研究进展

具有聚集诱导发光(AIE)性质的有机荧光分子由于其扭曲的分子构型,在聚集态或固态表现出显著增强的荧光发射,避免了传统有机荧光分子的浓度猝灭现象,因而在光电器件、生物传感等领域有着广泛的应用.本文着重介绍了具有AIE性质的二苯乙烯基蒽(DSA)衍生物及其在高效固态发光材料、刺激响应材料、生物成像和生物与化学传感等领域的研究进展.     

具有聚集荧光增强效应的四苯基吡嗪类衍生物的制备和性能研究

聚集诱导发光(AIE)已经成为光物理和发光材料领域的研究热点.设计与合成新的AIE核心分子是该领域进一步发展的基础.在我们发展的、新的AIE核心分子四苯基吡嗪(TPP)的基础上,通过引入给电子的噻吩基团,设计合成了三个TPP的衍生物TPP-T、TPP-2T和T-TPP-T,并详细研究了三个分子的构效关系.结果表明三个分子均具有聚集荧光增强(AEE)效应,其粉末的最强发射峰分别位于418,437和436 nm处,属于蓝紫光和深蓝光发射,绝对荧光量子产率分别为26.8%,29.%和30.9%.结合其优异的热稳定性,这些TPP衍生物有望用于有机发光二极管(OLED)器件中的发光层.     

聚集诱导发光材料在聚合物制备及性能检测中的应用进展

聚集诱导发光(AIE)材料因其独特的发光性能,已在荧光检测、生物成像及有机发光器件等领域展现出较为广阔的应用前景。本文综述了AIE材料在监测聚合物制备过程(本体聚合、溶液聚合、乳液聚合及悬浮聚合过程等)中的应用,介绍了利用AIE分子的荧光信号响应检测聚合物玻璃化转变温度、粘度、相分离程度、分子量等物理性能的研究,为AIE材料在聚合过程可视化监测及聚合物荧光功能化领域的应用提供了参考。最后对AIE材料在高分子科学研究中的应用前景进行了展望。