具有聚集诱导发光效应及高对比度可逆力致变色三芳基丙烯腈化合物的设计、合成及性能

设计、合成了两个三芳基丙烯腈化合物(Z)-2,3-二-[4,4’-(二苯胺)苯基]-3-苯基丙烯腈(2DPA-TPCN)和(Z)-2,3-二-[4,4’-(二苯胺)联苯基]-3-苯基丙烯腈(2TPA-TPCN),利用核磁共振(NMR)、质谱(EI-MS)等对它们进行了结构表征.通过混合溶剂四氢呋喃(THF)/水析出实验显示,化合物2DPA-TPCN和2TPA-TPCN在纯THF溶剂中几乎无荧光,而在THF/水混合溶剂中,当水体积分数增加(fw>60%)时呈现聚集荧光增强现象.对2DPA-TPCN和2TPA-TPCN粉末进行研磨后,发现它们的发光颜色分别从橙黄色(ΦF=12.0%)变成橘红色(ΦF=2.0%)和从翠绿色(ΦF=44.6%)变成橘黄色(ΦF=16.8%),且2TPA-TPCN的颜色变化在自然光下肉眼清晰可辨;研磨后的样品暴露在溶剂蒸气中或100℃放置2 min均能恢复到初始颜色.以上现象表明2DPA-TPCN和2TPA-TPCN具有高对比度的可逆力致变色性质.SEM,XRD,DSC,荧光量子效率等测试结果表明其光学性质(荧光光谱、荧光寿命和量子效率等)发生变化是由分子聚集态的堆积模式的改变导致的,而研磨后的样品具有可逆性色变的根本原因可能是其存在热力学亚稳态.热重分析表明化合物有很好的热稳定性(2TPA-TPCN,Td=436.4℃;2DPA-TPCN,Td=387.6℃).     

基于1,3,5-三嗪的具有力致变色性质的聚集诱导荧光化合物的合成及性质

以1,3,5-三嗪为核, 四苯基乙烯为端基, 合成了两种新型的星状结构分子2,4,6-三(4-(1,2,2-三苯基乙烯基)苯基)-1,3,5-三嗪(TTPE-Tr)和2,4,6-三(4-(1,2,2-三苯基乙烯基)-4-联苯基)-1,3,5-三嗪(TTPE-Ph-Tr), 并利用核磁共振(NMR)、离子化质谱(MALDI-MS)及元素分析等对其进行了结构表征. 通过混合溶剂四氢呋喃(THF)/水析出实验显示, 化合物TTPE-Tr和TTPE-Ph-Tr在纯THF溶剂中无荧光, 而在THF/水混合溶剂中, 当水体积分数增加时呈现荧光增强现象. 通过紫外-可见(UV-Vis)光谱、荧光(PL)光谱、扫描电子显微镜(SEM)证实荧光量子效率的提高是由于分子内电子旋转受限(RIR)导致的. 同时发现化合物TTPE-Tr具有力致变色性质, 简单的研磨使其发光颜色(蓝绿光到黄绿光)及发光强度(Φ_F, 24.4%到14.7%)发生了明显的改变. UV-Vis光谱、PL光谱、X射线衍射(XRD)、荧光寿命和荧光量子效率等测试结果显示, 这种现象是由于力刺激改变了TTPE-Tr的分子堆积形式导致的. 热分析结果显示化合物TTPE-Tr和TTPE-Ph-Tr的热分解温度分别为464和385℃, 具有良好的热稳定性.     

高对比度多色力致发光变色二苯并富烯衍生物的设计合成及性质研究

制备了苯基甲苯基二苯并富烯（phenyltolyldibenzofulvene,1）并研究了其发光性能.化合物1具有聚集诱导发光（aggregation induced emission,AIE）及结晶诱导荧光增强（crystallization enhanced emission,CEE）的性质,且化合物1可形成蓝色、蓝绿色荧光的晶体以及黄绿色荧光的无定形态.因化合物1分子为扭曲的螺旋桨构象,分子在聚集态中以较疏松的形式堆积,故化合物1可在热、溶剂气氛以及外力刺激下发生多种聚集态间的可逆转变,从而实现在三种不同发光状态间的可逆转变.我们尝试将化合物1用于光学记录,以单一化合物1为发光材料,其可在蓝绿及蓝色荧光颜色背景上以暗黄绿色字迹记录,可通过研磨、加热及溶剂气氛处理擦除字迹,并将记录纸分别转变为蓝色、蓝绿色及黄绿色,因此化合物1有望用于光存储材料.     

压力和酸响应的四苯乙烯修饰喹喔啉类荧光染料的合成与性质研究

合成了新的给受体型四苯乙烯修饰的喹喔啉衍生物BTPQ、DBTPQ和BTBQ.三个化合物表现出不同程度的聚集诱导发光(AIE)行为,当BTBQ (四苯乙烯单元修饰在喹喔啉的2,3-位)的四氢呋喃溶液中含水量达到90%时,其荧光发射强度增加至原来的54倍.此外,固体BTBQ在三氟乙酸蒸气作用下可由淡黄色变成红色,且其蓝绿色荧光被显著猝灭,可见,它可作为传感材料用于酸蒸气的可视化检测.由于连接在喹喔啉5,8-位上的四苯乙烯单元的空阻作用导致BTPQ和DBTPQ不易被质子化,因此,二者对酸不敏感,但是,它们的固态发光颜色在研磨前后发生了明显变化,如,BTPQ在结晶态时发射蓝色荧光,经研磨变成无定形态后,发射蓝绿色荧光, BTPQ和DBTPQ的压致荧光变色行为在研磨、加热/溶剂熏蒸处理下具有可逆性.     

9,10⁃二(N⁃苯基吲哚⁃3⁃乙烯基)蒽的合成及聚集诱导荧光和压致荧光变色性质

通过简单的Wittig反应合成了一个荧光化合物9,10-二(N-苯基吲哚-3-乙烯基)蒽(IA-Ph); 通过核磁共振和质谱对其结构进行了确认; 利用荧光发射光谱和紫外吸收光谱对其光物理性质进行了表征. 结果表明, 化合物IA-Ph兼具聚集诱导荧光(AIE)和压致荧光变色性质, 在相同浓度下, 该化合物在THF/H₂O(体积比1∶9)混合溶液中的荧光强度比在纯四氢呋喃(THF)溶液中增加了12倍, 具有明显的AIE效应. 通过简单而有效的机械力研磨, 化合物可以从初始的发绿光转变为研磨后的橙红光, 光谱红移约68 nm; 而且在加热或溶剂熏蒸条件下, 化合物的颜色可以回复到起始的绿光, 具有完全可逆性.     

推拉电子基团区域异构苯并咪唑的发射行为与力致荧光变色性能研究

以芘基和4-腈基苯基为取代基,分别合成了两者在苯并咪唑环上N₁位与C₂位区域异构的两个化合物BIMNPy和BIMCPy,研究了两种化合物在溶液中以及固态下的荧光发射性质与力致荧光变色行为.在溶液中, BIMCPy的荧光发射波长表现出中等幅度的正向溶剂变色效应,而BIMNPy的荧光发射波长则对溶剂极性的变化无响应.两种化合物的晶体在受力后均出现发射波长的蓝移,且在BIMNPy晶体上产生的力致荧光变色活性比在BIMCPy晶体上更为显著.此外,BIMNPy的力致荧光变色性在溶剂熏蒸及热退火状态下均可逆,并在室温下具有部分自恢复特性; BIMCPy的力致荧光变色性在溶剂熏蒸下可逆而在热退火处理时不可逆.根据示差热扫描、粉末与单晶衍射、发射衰变光谱以及理论计算的结果,对两种化合物发射行为差异性的原因进行了分析与探讨,认为溶液态下的差异起源于高能级电子激发态的发射特征不同而固态下的差异起源于分子堆积模式的区别,但推拉电子基团区域异构所引起的分子偶极矩以及π-共轭程度的变化则是异构体产生宏观性能不同的根本原因.     

多芳基丁二烯的聚集诱导发光性质及其应用

聚集诱导发光（Aggregation-induced emission，AIE）是指分子在稀溶液（分散态）中发光微弱或不发光，而在聚集态时具有荧光或者荧光发射增强的现象。AIE现象有效地解决了绝大多数荧光材料聚集诱导猝灭（Aggregation-caused quenching，ACQ）的难题，扩大了荧光材料（聚集体状态下）在有机光电器件、化学传感、生物传感等领域的应用。 开发新的简易AIE基元，并阐明机理、实现应用，已成为目前AIE研究领域最主要的任务。本论文首次建立以六苯基丁二烯（HPB）为AIE基元的新体系，展现出在多个领域中的潜在应用价值。主要内容： 1.通过对带有不同长度烷基链和取代基（溴，甲氧基）HPB衍生物AIE性质的研究，表明取代基推、拉电子能力较弱时，对AIE性质影响较小；由于单晶结构堆砌松散，从而呈现力致变色现象，并且可以通过“研磨-熏蒸”的方式实现力致变色的多次循环。 2.成功合成并经柱色谱一次性分离提纯三种含醛基HPB异构体，3种异构体EE-、EZ-和ZZ-HPB-CHO依次呈现黄光、绿光和青光，均具有典型的AIE性质。其中ZZ-HPB-CHO由于扭曲的结构和较为疏松的堆积，具有力致变色的性能，并且在有机试剂的熏蒸下可以实现“研磨-熏蒸”和“蓝移-恢复”的多次循环。 3.基于醛基的活性，通过与路易斯酸B (C₆F₅)₃配位作用以及B (C₆F₅)₃可催化醛基和羟基的半缩醛反应，实现红-黄-青的循环转化，这是目前报道中实现三色转换较为简单的方法。在这可重复循环过程中，每一化合物均保持典型的AIE或者AEE性质。 4.由醛基与丙二腈的反应，合成了ZZ-HPB-CN。由于CN基团的引入，使ZZ-HPB-CN发射波长红移。实验结果表明，试纸基底（滤纸）提供热诱导结晶作用，使ZZ-HPB-CN产生有序排序，与此同时，在紫外光的诱发下发生内环化反应，从而使ZZ-HPB-CN试纸荧光强度随着温度的升高而增强，实现越热越亮的效果，并在30～70℃范围内荧光强度呈现与温度的线性关系，可以称之为光/热诱导荧光增强现象（LTEE），这是第一个报道的对温度正响应的具有AIE性能的固态响应器件。 5.通过利用醛基与茚二酮（ID）的反应，合成了具有典型AIE性质的EE-HPB-ID化合物。作为探针，其对3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮（NTO）具有荧光点亮型响应，并且肉眼即可观测到荧光强度的改变。该检测在水/THF体系中，检测限可以达到7 nM。此外，该化合物对于其他大部分多氮唑化合物均具有点亮型响应，即使硝基等强荧光猝灭性基团的存在也不会影响检测效果，而对常见的其他爆炸物和咪唑没有响应，表现出对多氮唑的广谱性检测能力。     

具有聚集诱导发光及机械变色特性的含Au(Ⅰ)化合物的设计、合成及性质研究

设计合成了两个含Au(I)的化合物1和2,利用核磁共振(NMR)、红外光谱(IR)、元素分析等对其结构进行了表征.通过对其在二甲亚砜(DMSO)/水体系或N,N-二甲基甲酰胺(DMF)/水体系中荧光光谱的研究,显示其在纯有机溶剂中没有荧光,而在混合体系中,水含量达到一定程度后,其荧光会显著增强.这表明化合物1和2均具有明显的聚集诱导发光性质.对化合物1和2的固体粉末进行研磨,其固体荧光会显著增强,而且将研磨后的样品暴露在有机溶剂蒸汽中一段时间后,荧光强度又会恢复到原来的强度.这表明化合物1和2均具有机械变色的性质.通过它们的X射线粉末衍射(XRD)测试发现,这两个化合物在研磨前后分子堆积态实现了从晶态到无定形态的转变.因此这两个化合物具有成为新型智能材料的潜质.     

两种溴代水杨醛基单双Schiff碱衍生物的合成及变色发光性能研究

以3,5-二溴-2-羟基苯甲醛和1,2-二氨基乙烷、3-氨基苯甲酸为原料,合成了两种化合物N,N'-双3,5-二溴-2-羟基苯甲醛缩1,2-二氨基乙烷(DBSE)和N-3,5-二溴-2-羟基苯甲醛缩3-氨基苯甲酸(DBSA)。利用核磁共振氢谱、质谱、红外光谱和元素分析对目标化合物的结构进行了表征,通过紫外-可见吸收光谱、荧光光谱测定了其发光性能,另外通过TG-DTG测定了其热稳定性能。结果表明:目标化合物DBSE为蓝绿光发射,DBSA为紫色光发射;目标化合物的热分解温度均达260℃以上,具有良好的热稳定性;在254 nm紫外光照射不同时间下、不同的温度下、不同的极性溶剂中、不同浓度的Co2+离子滴定的情况中,目标化合物均表现出了一定的变色发光性能,整体来看DBSE的光致变色性能优于DBSA,而热致变色性能DBSA优于DBSE。     

三苯胺基取代的吡啶基二氟化硼配合物力致荧光变色及无墨书写测试

为了探究二氟化硼配合物的光学性能及实际应用,设计合成了一种以三苯胺为电子供体、二氟化硼为电子受体的D-π-A型二氟化硼配合物4′-(1,1-二氟-1H-1λ4, 9λ4-吡啶[1,2-c][1,3,5,2]氧二氮杂硼啉-3-基)-N,N-二苯基-[1,1′-联苯基]-4-胺(Py-TPA BF2).光学性能测试结果表明,该配合物具有分子内电荷转移特性和聚集诱导发光活性.进一步的研究结果表明,在外力刺激下,配合物Py-TPA BF2的固体荧光发射光谱从530 nm红移至550 nm,发光颜色由绿色转变为稻草黄色,且在二氯甲烷蒸气熏蒸后颜色恢复至绿色. X射线衍射测试结果表明,研磨和溶剂熏蒸过程可使配合物固体有序的晶相与无序的非晶相之间的相变转换,导致配合物Py-TPA BF2具有可逆的力致荧光变色性能.此外,该配合物还可应用于无墨书写的数据安全保护,这将有助于智能发光材料的合理设计.     

α-Amino acid derived enaminones and their application in the synthesis of N-protected methyl 5-substituted-4-hydroxypyrrole-3-carboxylates and other heterocycles

A new and simple synthesis of novel N-protected methyl 5-substituted-4-hydroxypyrrole-3-carboxylates, which exist in equilibrium with their 4-oxo tautomers, has been developed in two steps starting from N-protected α-amino acids. The key intermediates are enaminones, which can also be isolated, characterized, and used for the construction of other functionalized heterocycles, before they spontaneously decompose to pyrrole products. 4-Hydroxypyrroles are prone to partial aerial oxidation but can be efficiently alkylated or reduced to stable polysubstituted pyrrolidine derivatives.     

Specific intramolecular aromatic CH insertion of diazosulfonamides

The chemoselectivity in the intramolecular CH insertion of various diazosulfonamides has been experimentally studied. The results reveal that the aliphatic 1,4-, 1,5-, or 1,6-C(sp³)?H insertions of diazosulfonamides are not accessible, while the aromatic 1,5-C(sp²)?H insertion can be realized specifically by adjusting the diazo-adjacent group. In addition, the general chemoselectivities in the intramolecular CH insertions of diazosulfonyl compounds are summarized. Generally, diazosulfones undergo both aromatic 1,5-C(sp²)?H and aliphatic 1,5- and 1,6-C(sp³)?H insertions, while diazosulfonates undergo aliphatic 1,5- and 1,6-C(sp³)?H insertions. However, diazosulfonamides only undergo aromatic 1,5-C(sp²)?H insertion.     

N-Heterocyclic carbene-palladacyclic complexes: synthesis,characterization and their applications in the C-N coupling and α-arylation of ketones using aryl chlorides

N-Heterocyclic carbene-palladacyclic complexes 3 were successfully achieved in a one-pot procedure under mild conditions. The structure of 3a was unambiguously confirmed by X-ray single crystal diffraction and it was an active catalyst in the Buchwald-Hartwig amination and α-arylation of ketones even at very low catalyst loadings (0.01?mol%).     

Iodine-mediated oxidative Pictet-Spengler reaction using terminal alkyne as the 2-oxoaldehyde surrogate for the synthesis of 1-aroyl-β-carbolines and fused-nitrogen heterocycles

An efficient iodine-mediated oxidative Pictet-Spengler reaction in dimethyl sulphoxide (DMSO) using terminal alkynes as the 2-oxoaldehyde surrogate for the synthesis of aryl (9H-pyrido[3,4-b]indol-1-yl)methanones is described. The scope of the protocol includes the total synthesis of Fascaplysin, Eudistomins Y₁ and Y₂. The methodology is extended for preparing pyrrolo[1,2-a]-quinoxaline and indolo[1,5-a]quinoxaline derivatives. The utility of 1-aroyl-β-carbolines was demonstrated by performing palladium-catalyzed β-carboline directed ortho-C(sp2)-H functionalization of the phenyl ring with thiomethyl (SMe) group using DMSO as source and for accessing 4-aryl-canthin-6-ones.     

Facile synthesis of bicyclic 1-arylpyrazol-5-ones

In this Letter, we described a facile method for constructing fused bicyclic 1-arylpyrazol-5-one ring system. We employed various methylene-containing carboxylic acids as the substrates and proved that the pyrazolone ring closure requires activated methylene group in intermediate II. Accordingly, a series of structurally diversified, fused bicyclic 1-arylpyrazol-5-ones was prepared in moderate to high yields using the requisite substrates.     

Synthesis of pyrrolo[1,2-a]pyrazines and pyrazino[1,2-a]indoles by Curtius reaction in Morita-Baylis-Hillman derivatives

Synthesis of substituted pyrrolo[1,2-a]pyrazines and pyrazino[1,2-a]indoles from the Morita-Baylis-Hillman derivatives of acrylates via saponification followed by Curtius reaction is described.     

正丁胺对激光染料荧光谱影响的研究

用正丁胺作为碳源,采用射频辉光放电制备碳膜,选用激光染料R6G和聚乙二醇混合液作为蒸气源,采用单源热蒸发,在蒸发室与染料同时沉积得到混合膜,用拉曼光谱和红外光谱分析了碳膜的结构和键合方式,分析表明:碳膜中存在胺基团和氢原子.混合膜的荧光谱测量结果表明,认为正丁胺对染料荧光谱的影响是因为胺基和氢原子的存在.     

Cu0-catalysed 1,3-dipolar cycloadditions of α-amino acid derived N,N-cyclic azomethine imines to ynones

A series of 20 CuAIAC reactions between eight 4-acylamino substituted pyrazolidine-3-one-1-azomethine imines and four terminal ynones were performed using Cu⁰ as catalyst. The corresponding fluorescent cycloadducts were obtained in very high yields upon simple workup. Thus, Cu-metal turned out to be a better catalyst than Cu^I in terms of yield and ease of isolation. Availability of azomethine imines, mild reaction conditions, and simple workup enable a “click” access to libraries of densely substituted 2,3-dihydro-1H,5H-pyrazolo[1,2-a]pyrazol-1-ones. Reactivity of differently substituted dipoles was evaluated experimentally and by quantum chemical methods (DFT).     

Synthesis and antioxidative/anti-inflammatory activity of novel fullerene–polyamine conjugates

(E)-4-(Fullerenopyrrolidin-1-yl)-3-methylbut-2-enoic acid and its corresponding succinimidyl ester, readily obtained through Prato-type modification of C₆₀, were used for the selective N-acylation of polyamines. The thus obtained conjugates were evaluated for their antioxidative and anti-inflammatory activity and their cytotoxicity was determined. Members of this family of compounds showed interesting anti-lipid peroxidation, anti-lipoxygenase and anti-inflammatory activity and comparable cytocompatibility to spermidine.