具不同官能团钌(Ⅱ)邻菲啰啉配合物氧淬灭性能的比较研究

设计并制备具不同官能团的钌(Ⅱ)邻菲啰啉配合物——[Ru(bpy)2(phen-NO2)](PF6)2(1),[Ru(bpy)2(phen-Br)](PF6)2(2),[Ru(bpy)2(phen-NH2)](PF6)2(3),[Ru(bpy)2(bphen)](PF6)2(4),其中,bpy为2,2’-联吡啶,phen-NO2为5-硝基-邻菲啰啉,phen-Br为5-溴-1,10-菲啰啉,phen-NH2为5-氨基-邻菲啰啉,bphen为4,7-二苯基-邻菲啰啉.借助核磁共振(NMR)、红外光谱(FTIR)、元素分析、紫外可见光谱(UV-vis)和荧光光谱法对其进行了分析与表征.结果表明:配合物2～4在蓝-紫色可见光区域有较强吸收、可发射出明亮的橙红色荧光、具荧光量子效率(Φ)高、激发态寿命(τ)长、Stocks位移值较大(147～180 nm)和优良的氧致荧光淬灭性能(Ksv≥3.5,(I0/I)max≥4.0)等光物理性质.其中,具接枝型官能团氨基的配合物3的量子效率(Φ)=10%,τ=381.8 ns,Ksv=3.49,(I0/I)max=4.33;而溴修饰的配合物2以高达18%的荧光量子效率、634.7 ns的激发态寿命、180 nm的Stocks位移和Ksv=4.59,氧淬灭参数(I0/I)max=5.29,使之最有希望成为接枝型、较高性能的光学氧传感器的候选氧敏指示剂.     

新型2-取代苯基-1H-咪唑[4,5-f][1,10]邻菲啰啉基Ru(II)配合物的光电性质

为获取具有活性官能团的接枝型、高性能荧光传感配合物,合成了2-(4-氨基苯基)-1H-咪唑[4,5-f][1,10]邻菲啰啉(CImPB-NH2)、2-(4-羟基苯基)-1H-咪唑[4,5-f][1,10]邻菲啰啉(CImPB-OH)、2-(4-羧基苯基)-1H-咪唑[4,5-f][1,10]邻菲啰啉(CImPB-COOH)和2-(4-硝基苯基)-1H-咪唑[4,5-f][1,10]邻菲啰啉(CImPB-NO2)四种配体,借助紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱、荧光(PL)光谱、循环伏安法(CV)和含时密度泛函理论(TD-DFT)对上述四种配体与过渡金属元素钌(Ru)所形成的配合物的光电性能进行研究.结果表明:四种配合物均在可见光区域有较强吸收,发光范围覆盖绿色到红色光波段.在极性溶剂N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中,以2-(4-氨基苯基)-1H-咪唑[4,5-f][1,10]邻菲啰啉为配体所构建的钌配合物([Ru(CImPB-NH2)(bpy)2]2+的荧光量子产率(Φ)较不含咪唑环的5-氨基邻菲啰啉合钌([Ru(phen-NH2)(bpy)2]2+)的提高了67%,以2-(4-羧基苯基)-1H-咪唑[4,5-f][1,10]邻菲啰啉所构建的钌配合物([Ru(CImPB-COOH)(bpy)2]2+)的Φ可达29.8%,是[Ru(phen-NH2)(bpy)2]2+的18倍.理论计算表明:配体中取代苯环、咪唑环和邻菲啰啉的稠环共平面,形成共价大π体系,其有效共轭长度较邻菲啰啉母体有显著增加,配合物是以Ru为中心的近似八面体构型,理论计算的电子吸收光谱和跃迁性质与实验结果相一致.上述研究有可能为接枝型、高性能荧光传感配合物的设计和筛选提供实验依据.