己氧基对含二苯乙烯基发色团化合物荧光性能的影响

合成了两种新型甲基丙烯酸酯类化合物：4-甲基丙烯酰氧基-4’-硝基二苯乙烯(NS)和4-甲基丙烯酰氧己氧基-4’-硝基二苯乙烯(HNS),通过红外光谱、核磁、高效液相色谱、紫外吸收光谱等对化合物结构进行了表征。研究了两化合物的荧光发射光谱,考察了浓度、溶剂极性等对化合物荧光发射光谱的影响。结果表明,化合物NS、HNS均存在浓度自猝灭效应,其荧光最大发射波长均随着溶剂极性增大而红移;且HNS由于供电子己氧基的引入在分子内形成了推-拉电子结构,使得其荧光最大发射波长较NS红移了72nm,化合物在DMF溶液中产生的荧光由黄光转变为橙红色光。     

番茄红素的紫外可见光谱和荧光光谱分析

研究了番茄红素在不同溶剂中的紫外可见光谱图,对结果进行分析后发现番茄红素在正己烷、石油醚、丙酮、乙酸乙酯具有较低折光率的溶剂中的特征吸收带波长非常接近,但在较高折光率的溶剂苯、二硫化碳中的特征吸收带与以丙酮作为溶剂相比有不同程度的红移。番茄红素溶于丙酮与水的混合溶剂,当丙酮与水的体积比达到3∶2时,吸收光谱在紫外区出现一新的吸收峰,在可见区吸收光谱的精细结构消失。用荧光光度计采集不同溶液的番茄红素的荧光光谱,番茄红素的荧光峰位于580—590nm,在极性溶剂中荧光发射增强。     

两种取代咔咯的合成与表征

以吡咯和3-硝基苯甲醛为原料,在无溶剂、无催化剂条件下固相合成了5,10,15-三(3-硝基苯基)咔咯(a),然后利用SnCl2还原得到了5,10,15-三(3-氨基苯基)咔咯(b).测定了种两化合物在二氯甲烷中的紫外-可见光谱、荧光光谱,并借助红外、核磁共振和质谱等技术对化合物的结构进行了表征.发现化合物a和b的Soret带吸收分别位于418和416nm,Q吸收峰则分别位于576,614,646nm和572,614,646nm波长处;而化合物a和b的荧光发射光谱的最强峰分别位于674nm和671nm波长处.     

新型BODIPY荧光染料的合成及光谱性质研究（英文）

传统的BODIPY荧光染料具有荧光量子效率高、摩尔消光系数大、紫外吸收和荧光发射峰窄等优点,然而这类荧光染料普遍存在荧光发射波长短和Stokes位移小的缺点,因而限制了它们在体内生物传感及成像方面的广泛应用。为了得到荧光发射波长较长和Stokes位移大的BODIPY荧光染料,以BODIPY母核为基本结构,通过在它的8位连接吸电子性质的酯基来增加分子内电荷转移程度,同时在其3,5位引入供电子的芳香取代基增加分子的π共轭结构,合成得到了一类8位酯基取代的新型BODIPY荧光染料。所得到的新型BODIPY荧光染料的化学结构经过1 H NMR,13 C NMR和HR-MS得以确认。光谱测试结果表明,这类染料的紫外吸收光谱(λabs=536nm)和荧光发射光谱(λem=592nm)与普通的BODIPY相比都发生显著红移(80nm),并且保持了较高的荧光量子效率(Ф=0.43)。此外,这类BODIPY荧光染料的紫外可见吸收光谱和荧光发射光谱几乎完全分开,Stokes位移长达60nm,可以有效地避免自吸收和生物样品的背景干扰。密度泛函理论计算结果表明,这种相对较大的Stokes位移主要是由于染料分子在基态和激发态下不同的几何构型所造成的。该类化合物的光物理性能受溶剂的影响小,是一类性能优良的新型荧光染料。细胞成像结果表明,染料1具有良好的细胞渗透性和光稳定性,可以实现对细胞的荧光成像。     

新型BODIPY荧光染料的合成及光谱性质研究

传统的BODIPY荧光染料具有荧光量子效率高、摩尔消光系数大、紫外吸收和荧光发射峰窄等优点,然而这类荧光染料普遍存在荧光发射波长短和Stokes位移小的缺点,因而限制了它们在体内生物传感及成像方面的广泛应用。为了得到荧光发射波长较长和Stokes位移大的BODIPY荧光染料,以BODIPY母核为基本结构,通过在它的8位连接吸电子性质的酯基来增加分子内电荷转移程度,同时在其3,5位引入供电子的芳香取代基增加分子的π共轭结构,合成得到了一类8位酯基取代的新型BODIPY荧光染料。所得到的新型BODIPY荧光染料的化学结构经过1H NMR, 13C NMR和HR-MS得以确认。光谱测试结果表明,这类染料的紫外吸收光谱(λ_abs=536 nm)和荧光发射光谱(λ_em=592 nm)与普通的BODIPY相比都发生显著红移(80 nm),并且保持了较高的荧光量子效率(Ф=0.43)。此外,这类BODIPY荧光染料的紫外可见吸收光谱和荧光发射光谱几乎完全分开,Stokes位移长达60 nm,可以有效地避免自吸收和生物样品的背景干扰。密度泛函理论计算结果表明,这种相对较大的Stokes位移主要是由于染料分子在基态和激发态下不同的几何构型所造成的。该类化合物的光物理性能受溶剂的影响小,是一类性能优良的新型荧光染料。细胞成像结果表明,染料1具有良好的细胞渗透性和光稳定性,可以实现对细胞的荧光成像。     

一种新型芴类衍生物的光谱及光限幅性能分析

利用Heck反应合成了一种新型的共轭长链的芴类衍生物,研究了它的线性和非线性光学特性。测试了它在石油醚、二氯甲烷、乙酸乙酯和二甲基甲酰胺(DMF)四种不同极性溶剂中的紫外吸收和荧光光谱特性,结果表明溶剂极性对新物质紫外吸收光谱和荧光光谱有一定程度的影响,随着溶剂极性的增加,吸收光谱和荧光光谱均红移。在激发波长为1064nm皮秒激光器作用下,测试了新物质的光学非线性——光限幅效应,结果显示其透射率随入射光强的变化呈现非线性降低,限幅效应明显。根据分析得出,此光限幅效应是由三光子吸收引起。通过数据拟合,得出了新物质的三光子吸收系数γ为5.4×10-21 cm3/W2及相应的三光子吸收截面σ′3为7.3×10-77 cm6.s2。     

新型三腈基呋喃衍生物光谱特性的研究

通过两步反应合成了一种带有新型电子给体的D-π-A型三腈基呋喃衍生物(DCDHF-2-V),并采用旋涂法制备出与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)共混均匀的聚合物薄膜.采用UV1700紫外可见分光光度计和F-4500荧光分光光度计研究了该化合物在不同极性溶剂以及薄膜状态下的吸收光谱和荧光光谱特性.结果表明,在薄膜状态下化合物的吸收峰有一定蓝移,吸收带变宽.随溶液极性的增加,荧光光谱的最人峰值波长逐渐红移,分子的荧光量子产率以及斯托克斯位移也有较大变化.据此计算出DCDHF-2-V分子激发态与基态偶极矩之差为35.68×10-30C·m,并根据双能级模型确定了分子的二阶非线性极化率β随波长的变化情况,当激光基频波长为1064 nm时,β为3323.4×10-40m4/V.     

1,5-萘二胺衍生物的光谱分析及发光性能研究

合成了一种纯度较高的1,5-萘二胺衍生物(NPN),制备了NPN薄膜.利用紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱研究了NPN的发光行为,并结合电化学循环伏安法研究了其电子能级结构.结果表明,NPN的荧光光谱表现出明显的溶剂效应,认为其发生了从电子给体N原子到电子受体芳环之间的分子内电子转移,形成分子内电子转移络合物;从NPN薄膜与其溶液的吸收光谱峰值比较中看出吸收峰红移,认为薄膜中分子形成"J-聚集体";NPN的HOMO能级为-5.74 eV,光学禁带为2.79 eV;在365 nm紫外光的激发下,产生发光峰在448.6 nm附近、谱线带宽为72.6 nm的蓝光发射,发光亮度高,色纯度高.     

溶剂对石墨烯量子点荧光性质的影响

采用柠檬酸热解法制备了石墨烯量子点(GQDs),研究了非极性溶剂戊烷,极性溶剂乙醇、丙酮、乙二醇对GQDs荧光性质的影响。透射电子显微镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)图像表明,制备的GQDs尺寸分布在2~12 nm(平均尺寸为4.9 nm),分散均匀,高度分布在0.5~2 nm。吸收光谱表明,GQDs具有明显的紫外吸收特性,吸收峰位于259 nm和274 nm。光致发光谱表明,GQDs的发光具有明显的溶剂依赖性。GQDs在极性溶剂乙醇、丙酮、乙二醇中,发光峰的位置依赖于激发波长,发射波长在可见光区。而在非极性溶剂戊烷中,GQDs表现出对激发波长不依赖的荧光性能,且发射波长在近紫外。     

二苯乙烯衍生物的制备及结构-光学性能关系的研究

有机共轭材料由于在电子、非线性光学和发光领域具有广泛应用,引起人们广泛兴趣。苯乙烯衍生物是一类重要的有机共轭化合物。文章采用相转移Wittig反应和钯催化Heck反应合成了三种不同取代基二苯乙烯衍生物。研究了分子结构与电子吸收光谱和材料发光性能关系。同没有取代基的化合物3a相比(电子最大吸收峰波长358 nm),化合物3c中CH₃取代导致电子吸收光谱轻微红移到356 nm,硝基取代的化合物3b呈现出更大的吸收光谱红移现象,电子吸收最大峰红移到388 nm。同时发现：CH₃取代的化合物3c产生荧光发射峰在414 nm,同没有取代基的化合物3a相比,荧光发射强度明显增强;相反具有吸电子NO₂取代基的化合物3b荧光发射峰位于525 nm, 荧光发射强度明显减弱。可见二苯乙烯分子中取代基结构对分子光学性能产生重要影响。这为发光材料的分子设计提供新的思路。     

激发态质子转移分子2-(2'-羟基苯基)苯并噻唑在不同溶剂中的光谱特性

观测了2-(2’-羟基苯基)苯并噻唑(HBT)在不同极性溶剂中的吸收光谱和荧光光谱,详细研究了溶剂极性对HBT发生激发态分子内质子转移(ESIPT)影响的机制。吸收光谱表明在常态条件下,HBT在各种溶剂中都以烯醇式构型和酮式构型共同存在,但以烯醇式构型占绝大多数。荧光光谱表明在纯环己烷溶剂中,HBT被紫外光激发时,绝大多数烯醇式构型发生ESIPT转变为酮式构型,分子的ESIPT效率最大。在含有乙醇的极性溶剂中,HBT烯醇式会形成溶剂化的烯醇式构型,阻碍分子发生ESIPT反应。溶剂中乙醇含量愈多极性愈强,溶剂化烯醇式的成份就愈多,HBT的ESIPT效率就愈低。以400 nm光激发HBT溶液时,在510 nm处发现酮式构型荧光,从而确认了400 nm处的弱吸收是酮式构型的吸收;且在436和456nm处还有新的荧光峰,分析其可能来源于酮式构型去质子化阴离子的发射。     

激发态质子转移分子2-（2′-羟基苯基）苯并噻唑在不同溶剂中的光谱特性

观测了2-（2′-羟基苯基）苯并噻唑（HBT）在不同极性溶剂中的吸收光谱和荧光光谱,详细研究了溶剂极性对HBT发生激发态分子内质子转移（ESWT）影响的机制。吸收光谱表明在常态条件下,HBT在各种溶剂中都以烯醇式构型和酮式构型共同存在,但以烯醇式构型占绝大多数。荧光光谱表明在纯环己烷溶剂中,HBT被紫外光激发时,绝大多数烯醇式构型发生ESIPPT转变为酮式构型,分子的ESIPT效率最大。在含有乙醇的极性溶剂中,HBT烯醇式会形成溶剂化的烯醇式构型,阻碍分子发生ESIPT反应。溶剂中乙醇含量愈多极性愈强,溶剂化烯醇式的成份就愈多,HBT的ESIPT效率就愈低。以400nm光激发HBT溶液时,在510nm处发现酮式构型荧光,从而确认了400nm处的弱吸收是酮式构型的吸收;且在436和456nm处还有新的荧光峰,分析其可能来源于酮式构型去质子化阴离子的发射。     

Synthesis,X-ray crystal structure and optical properties research of novel diphenyl sulfone-based bis-pyrazoline derivatives

A series of novel bis-pyrazoline derivatives were synthesized by the reaction of chalcone and (sulfonylbis(3,1-phenylene))bis(hydrazine) in 20–34% yields. The structures of the compounds were determined by IR, ¹H NMR, HRMS spectra, and a representative compound 3b was confirmed based on the X-ray crystallographic analysis. Absorption and fluorescence spectra of these compounds in dichloromethane solution were investigated. The results showed that the emission maxima varied from 415 to 444 nm mainly depending on C3 substituents of pyrazoline moiety. The compounds had higher quantum yields, when C3 substituent was an electron-withdrawing p-chlorophenyl group. Moreover, absorption spectra and emission spectra exhibited a blue-shift and a red-shift with increasing the polarity of solvents, respectively. Fluorescent molecules happened to collide with each other and resulted in quench of the fluorescence when the concentration increased over to 10^?5 M.     

苯乙烯喹啉衍生物的合成及其光谱性质

报道了一种苯乙烯基喹啉衍生物的合成新方法。将10 mmol苯胺溶于10 mL 6 mol·L-1盐酸中,加热至100 ℃,搅拌下缓慢滴加丁烯醛(20 mmol)的甲苯溶液8 mL,100 ℃反应3 h生成中间体2-甲基喹啉;2-甲基喹啉(10 mmol)再同芳香醛(12 mmol)衍生物在冰醋酸(15 mL)中回流8 h合成八个苯乙烯喹啉衍生物,产率71%～88%,该方法操作简便、便于纯化、产率较高、环境友好。合成的衍生物进行MS,1HNMR,IR结构表征,红外图谱在960～980 cm-1间出现中等强度的吸收峰,核磁图谱中烯碳上氢的邻位偶合常数在12～18 Hz之间,表明结构中的碳碳双键为反式构型。测定了八个衍生物在CH₃OH,DMSO,THF和DMF等四种溶剂中的最大吸收波长,将最大吸收波长作激发波长,测定了其发射波长。结果表明：苯乙烯喹啉衍生物的最大吸收波长为325～376 nm,发射波长为367～477 nm,摩尔消光系数为1.738×104～4.578×104 L·mol-1·cm-1。含甲氧基、羟基、苄基的衍生物的最大吸收波长和发射波长大于其他化合物。衍生物在不同溶剂中的最大吸收波长变化微弱,发射波长变化明显,表现为DMSO>DMF>CH₃OH>THF,表明同一种化合物在非质子溶剂中的斯托克斯位移值大于质子溶剂。2-(3,4,5-三甲氧基)苯乙烯基喹啉(化合物Ⅱ)的荧光性质最好,斯托克斯位移值最大,有进一步研究的价值。     

Synthesis and Properties of Diphenylcarbazole Triphenylethylene Derivatives with Aggregation-Induced Emission, Blue Light Emission and High Thermal Stability

New aggregation-induced emission materials derived from diphenylcarbazole triphenylethylene were prepared. The thermal, photophysical, electrochemical and aggregation-induced emissive properties were investigated. All the compounds had strong blue light emission capability and excellent thermal stability. Their maximum fluorescence emission wavelengths were between 450 to 460 nm in TLC plates, while their glass transition temperatures ranged from 162.2 to 182.4 °C. The decomposition temperatures of the synthesized compounds were all well over 500 °C. The synthesized compounds possessed aggregation-induced emission (AIE) properties, which exhibited enhanced fluorescence emissions in aggregation states or in solid states. The HOMO energy levels estimated from the oxidation potentials were found in the range from 5.49 to5.52 eV. The lowest unoccupied molecular orbital/highest occupied molecular orbital (LUMO/HOMO) energy gaps (ΔEg) for the compounds were estimated from the onset absorption wavelengths of UV absorption spectra and ranged from 3.04 to 3.20 eV.     

Solvent Polarity and Excitation Wavelength Dependence of the Dual Fluorescence in N,N-Diethyl-4-Nitrosoaniline

Dual fluorescence in N,N-Diethyl-4-nitrosoaniline (DENA) has been studied employing absorption, excitation and emission spectroscopic techniques and computational methods. The absorption and fluorescence spectra of DENA were measured in solvents of various polarities at room temperature. The emission spectra of DENA were found to exhibit a single emission band in non polar solvent (cyclohexane) and in a highly polar solvent (acetonitrile). In the contrary, two emission bands were observed in medium polar solvents (tetrahydrofuran, 1,2-dichloroethane and dichloromethane) whereby the short (local excited; LE) and long (charge transfer; CT) emission maxima correspond to the emission maxima of the compound observed in cyclohexane and acetonitrile solutions, respectively. Moreover, the two emission bands have shown strong excitation wavelength dependence, and area normalization resulted in an iso-emissive point. The two emission maxima were in addition found to correspond to two excitation maxima in 3D fluorescence spectra. Further, two minima were obtained in potential energy surface calculation of DENA. From the experimental and computational results it was concluded that the dual fluorescence may be attributed to the presence of two different ground state structural conformers of DENA in equilibrium that are stabilized through solute-solvent interaction.     

激发态分子内质子转移分子2-羟基-1-萘甲醛半碳酰腙的光谱特性

通过考察2-羟基-1-萘甲醛半碳酰腙(HNLSC)在不同极性溶剂中的吸收光谱和荧光光谱,详细研究了HNLSC分子在不同溶剂及酸、碱条件下的不同构型,证实了HNLSC具有典型的ESIPT特性。在非极性溶剂中分子主要以分子内氢键的闭式构型存在,这种闭式构型使分子具有ESIPT特性,在环己烷溶剂和高酸度极性溶剂中分子均表现出～415nm的正常荧光和～435nm处的反常ESIPT荧光。在极性质子溶剂中,因溶质和溶剂之间形成了分子间的氢键以及进一步去质子化,HNLSC形成了基态的溶剂化开式构型和离子构型,在吸收光谱中表现出～395nm的离子构型特征吸收。开式构型和离子构型阻断了分子内质子转移途径,因而在荧光光谱中仅表现出一个特征峰。实验进一步通过三乙胺和稀硫酸调节溶液体系的极性和酸度环境,证明在不同溶剂极性和酸度环境下,HNLSC分子不仅存在萘环上羟基变化引起的多种互变异构体间的转化平衡,同时存在—CHN—NH—CO—NH2结构域的烯醇式和酮式结构的相互转化。     

Solvent Effect on the Fluorescence and Phosphorescence of Morphine and its Model Compounds

In the fluorescence spectra only morphine exhibits large red shifts of the maxima on increasing solvent polarity. In the phosphorescence spectra, phenol, anisole, and 3-methoxyphenol exhibit large red shifts of the maxima on going from nonpolar to polar solvents. For the latter, the results are interpreted in terms of charge-transfer-to-solvent (CTTS) transitions. For morphine, 2- and 4-methoxyphenol, the phosphorescence maxima occur at long wavelengths in both nonpolar and polar solvents, and this is interpreted in terms of CTTS and intramolecular charge transfer processes. The red-shift of the morphine fluorescence band on going to polar solvents is similarly interpreted as a combination of CTTS and intramolecular charge transfer transitions.     

新型吡唑啉类荧光化合物的合成及光谱分析

吡唑啉衍生物作为荧光增白剂具有优良的性质,已被广泛应用于染料工业。根据Schellhammer化学结构与荧光性的经验,在吡唑啉环的1-位引入苯并噻唑基,3-位引入吲哚基,5-位引入苯基衍生物,设计并合成了六种新的吡唑啉衍生物,并且通过红外光谱、1H NMR谱、质谱和元素分析进行了确证。化合物的荧光性能测定结果显示此类化合物具有良好的荧光性,均可吸收353 nm左右紫外光,最大发射波长在430～443 nm之间,是一类很有发展前途的蓝紫色荧光化合物。荧光最大发射波长和荧光强度与取代基有关,在苯并噻唑上引入6-Br基团,化合物的荧光发射波长发生蓝移,且强度增大;而引入CH₃基团,化合物的荧光发射波长发生红移,且强度降低。取代基和溶剂极性对荧光量子产率的影响较小。荧光相对强度与荧光量子产率没有直接关系。