固液态均荧光发射的四苯乙烯基衍生物的合成

为了打破传统荧光材料的聚集荧光淬灭(ACQ)的应用限制,通过共价键连接聚集诱导发光(AIE)分子与平面ACQ分子,可以构建在溶液中和固态下都具有荧光发射特性的化合物。分别通过多步反应合成了带有烷基硫醚的萘酰亚胺衍生物3和连接炔吡啶的四苯乙烯衍生物7。化合物3和化合物7通过酰胺缩合,合成了一种四苯乙烯-萘酰亚胺二联体化合物8,化合物8兼具ACQ和AIE分子的特性。结果表明：溶液状态下化合物8具有蓝色荧光发射,其最大发射峰位于452 nm,固态下为黄绿色荧光,最大发射峰位于487 nm。利用三氟乙酸对其荧光进行调控能够实现CIE色坐标为(0.33, 0.32)的单分子白光发射。     

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.     

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。     

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...     

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。     

聚集诱导发光有机氟化合物的研究进展

聚集诱导发光(aggregation-induced emission, AIE)化合物因在生物和化学传感、发光材料、显示等领域具有重要价值而备受关注.作为一类重要的功能分子,有机氟化合物在化学和材料等领域被广泛研究.汇总了具有聚集诱导发光性质的有机氟化合物,并进行了分类讨论.AIE有机氟化合物包括氟代的四苯基乙烯(TPE)衍生物、二苯乙烯基蒽(DSA)衍生物、氰基二苯基乙烯衍生物和二苯乙烯基苯衍生物等常见的AIE化合物,也包括聚合物、碳硼烷簇合物和室温磷光化合物,还有其它一些含氟结构.AIE化合物氟代后,稳定性一般会提高,氟原子参与分子间相互作用,导致聚集态的结构发生改变,从而导致发光性质的改变,如发光增强、发光波长红移(蓝移)或发光量子效率及发光寿命提高等.最后,对AIE有机氟化合物的研究前景进行了展望.     

含四苯基乙烯的炔酮衍生物的设计合成、聚集诱导发光性质及其对Pd2+的选择性荧光检测

聚集诱导发光（AIE）材料吸引了许多光电器件和生物荧光技术领域的科学家的关注.对聚集诱导发光化合物构效关系的深入理解对于设计新材料至关重要.在本工作中,基于经典的AIE基元四苯基乙烯,设计并合成了一系列具有AIE性质,含不同电子给体/受体取代基的炔酮衍生物.对这一系列化合物的光物理性质进行了系统研究并分别探讨了取代基团对发光波长、发光效率和AIE性质的影响.它们的聚集态最大发射波长位于511～565 nm,在四氢呋喃/水混合溶液中的荧光量子产率可达31%.在末端苯环上的电子给体/受体取代基团会降低聚集态的发光效率,而引入硝基取代基则会在发射波长红移的同时,显著猝灭荧光.最为重要的是,这些化合物结构中的炔酮基元可以在一系列金属离子中选择性地与Pd²⁺配位,猝灭纳米聚集体的发光,并有望作为一个有效的Pd²⁺荧光传感器.     

具有聚集诱导发光(AIE)性能的水杨醛希夫碱的合成与性能研究综合实验

介绍了一种基于水杨醛希夫碱结构的荧光分子的合成方法及其聚集诱导发光(Aggregation-Induced Emission,AIE)性能研究。本实验中,学生将掌握希夫碱类化合物的制备方法、荧光的基本原理和应用,并直观了解AIE现象和传统荧光分子聚集诱导淬灭(Aggregation-Caused Quenching,ACQ)现象的差别。结合课堂教学和拓展阅读,使学生进一步了解AIE分子的结构特点和设计思路。     

四苯乙烯聚集诱导发光探针在生物成像和药物递送中的应用研究进展

基于聚集诱导发光(AIE)机制的生物传感器具有灵敏度高、高量子产率、便于合成等优点,所以具有AIE特性的有机小分子得到了科研工作者的广泛关注.随着对AIE分子结构和理论知识的深入认识,针对细胞或微生物结构特点设计合成的可与细胞或微生物特异性结合的有机荧光分子,可准确、便捷、有效地实现对细胞或微生物的成像和靶向药物递送,对扩展有机分子探针的生物应用具有重要的推动作用.本文将重点阐述近几年具有AIE特性的四苯乙烯衍生物荧光分子在细胞和微生物识别成像,靶向递送和抗菌性能方面的应用,为后续研究工作提供借鉴和指导.     

三苯基咪唑衍生物的聚集诱导发光性质及其细胞成像应用

聚集诱导发光(AIE)材料在生物医学领域有很大优势,尤其为生物成像研究开启了新局面.通过2,4,5-三苯基咪唑衍生物与1,4-二溴丁烷/1-溴丁烷亲核取代反应,合成了2个丁烷桥联的双咪唑衍生物及2个1-位丁基取代的单咪唑衍生物. 4个产物都表现出优异的AIE性质,其中含有甲氧基助色团的衍生物具有更长的发射波长.机理研究表明限制扭曲的分子内电荷转移是这类结构具有AIE活性的原因,因此, 2-位强吸电子芳基是它们具有AIE活性的决定因素.此外,咪唑环1-位取代基的空间效应对AIE也非常重要,因为较大体积的1-位取代基使分子呈扭曲构象,从而限制聚集态π-π堆积作用.最后,研究了1-位丁基取代的单咪唑衍生物的细胞染色和成像性能,结果显示二者在蓝色、绿色及红色通道都表现出不错的荧光成像能力,但在不同颜色通道观察到的细胞被染色区域不完全相同.     

结晶水调控聚集诱导发光

正聚集诱导发光(Aggregation-induced emission,AIE)现象在发光材料领域显示出巨大的应用价值和前景1,2。AIE分子荧光颜色的调控对于深入发展应用研究具有重要意义。一般而言,对包含AIE分子在内的发光物质荧光颜色的调控主要通过合成化学改变发光基团的取代基、共轭基团等来实现3,4。与此同时,科学家们也发现,AIE分子的发光与分子构象密切相关5,6。因为很多AIE分子具有螺旋桨式的空间结构,通过控制分子的构象能够调控不同基团之间的共轭程度,进而影响发光颜色。理论上讲,通过精确控制AIE分子的空间构象可以实现发光颜色的连续性变化。但迄今为止,人们还无法精确地控制这类分子的构象。     

聚集诱导发光高分子在光学诊疗应用中的研究进展

高分子因其优异的光学特性、良好的生物相容性和分子结构易于调控等优势,在光学诊疗领域表现出巨大应用潜力.然而,传统荧光分子的聚集导致荧光淬灭现象限制了其生物应用.聚集诱导发光(AIE)分子因其聚集态高效发光的优势而备受关注.本文从AIE高分子的构建出发,重点介绍了D-A型共轭聚合物的构建策略、构-效关系以及相对于小分子的性能和应用优势,并从生物成像、肿瘤诊疗和抗菌三个方面总结了AIE高分子在光学诊疗领域的最新研究进展.生物成像方面主要总结了NIR-Ⅱ区AIE高分子在深部组织高分辨率荧光成像中的应用;肿瘤诊疗方面主要介绍了AIE高分子在光动力治疗、光热治疗及联合治疗中的应用;以及介绍了AIE高分子在细菌感染光动力治疗中的应用.最后对AIE高分子在光学诊疗领域的未来发展前景进行了展望.     

含不同烷基链四苯基丁二烯衍生物的聚集诱导发光及力致变色性能

设计合成了带有不同长度烷基链、不同极性取代基的四苯基丁二烯(TPB)衍生物TPB-COOCH₃-1~6和TPB-COOH-1~6, 目标化合物均具有显著的聚集诱导发光(AIE)特性及较高的固态荧光量子效率. 烷基链长及取代基极性都会影响目标化合物在聚集时分子排列及分子运动的受限程度, 从而调控其AIE行为. 带有羧酸甲酯的TPB-COOCH₃-1~6中, 丙基取代的TPB-COOCH₃-3在四氢呋喃/水(THF/H₂O)体系中荧光发射增强最为显著; 而羧基取代的TPB-COOH-1~6中, 因亲水性增加, 己基取代的TPB-COOH-6荧光强度增加的倍数最大; 并且, TPB-COOH系列化合物荧光增强的倍数明显低于相同烷基取代的甲酯衍生物TPB-COOCH₃. 此外, 牛血清白蛋白、人血清白蛋白和带有羧基的AIE化合物掺杂时明显影响其固态时的发光及其力致变色性质, 尤其是研磨后会明显提高其荧光强度.     

芘-环八四噻吩衍生物的合成与发光现象研究

环八四噻吩(COTh)是一类新发现的具有聚集诱导发光(AIE)特性的"马鞍型"分子.将发光基团芘引入到COTh分子骨架,设计合成了三种芘-环八四噻吩化合物,即单芘基环八四噻吩(Py-COTh)、四芘基环八四噻吩(4Py-COTh)以及四(三(三甲硅基)环八四噻吩基)芘(12TMS-4COTh-Py).考察了它们的吸收光谱、溶液态与冻结态(77K)下的荧光光谱以及聚集诱导发光(AIE)行为.研究发现COTh分子骨架上芘基数量的增加对分子的共轭效应影响较小,但其单分子与聚集态的发光行为显著增强且发光峰位红移;而芘基骨架上COTh基团数量的增加,增加了分子的共轭效应,造成了吸收光谱与荧光发射光谱峰位的大范围红移.这些光物理现象与分子结构存在着显著的构效关系.     

具有聚集诱导发光性能的乙烯基衍生物的合成及其对DNT的检测

采用Wittig-Horner反应合成了两种具有聚集诱导发光(AIE)性能的乙烯基衍生物.紫外及荧光光谱显示,两种化合物在聚集态时分子间的π-π相互作用很弱,二者在聚集态时都展示了很强的荧光增强发光性能.由于二者所具有的扭曲的分子构型提供了2,4-二硝基甲苯(DNT)气态分子扩散所需的分子通道,因此对DNT蒸气的检测均显示了较高的荧光猝灭效率,且其荧光猝灭具有较好的可逆性.     

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.     

四苯乙烯和三苯乙烯修饰的8-羟基喹啉聚集诱导发光特性研究

将2-甲基-8-羟基喹啉与四苯乙烯或三苯乙烯基团结合,合成了两种新型喹啉衍生物(4-Br-TPE-8HQ及TriPE-8HQ),并对其进行了光物理性能研究。结果发现,连接有四苯乙烯的喹啉衍生物能够体现聚集诱导发光(AIE)特性,而连接三苯乙烯的喹啉衍生物却显示温和的聚集诱导猝灭(ACQ)效应,实现了通过功能基团来调节目标分子聚集诱导效应的目的。研究发现,不同体系下分子的整体平面性有所不同,其中三苯乙烯修饰的衍生物在溶液中的荧光寿命(0.55 ns)高于固体荧光寿命(0.43 ns);循环伏安法证明两者具有良好的电化学稳定性,计算得到的4-Br-TPE-8HQ和TriPE-8HQ的LUMO能级分别为-2.40 eV和-2.43 eV,表明为两个化合物注入电子是可行的。     

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。     

一种氰基二苯乙烯衍生物的合成与应用研究

本文设计、合成了一种新型氰基二苯乙烯衍生物有机发光材料(2e),并对其进行了表征;测试了其光学性质、聚集诱导发光(AIE)效应、溶剂效应及对酸/碱刺激的荧光响应;探索了其在酸/碱指示器及发光二极管(LED)方面的应用。结果表明：2e的溶液和固体均能发出荧光;2e的颜色及荧光发射波长/强度对酸/碱刺激具有可逆的响应,可作为酸/碱的荧光传感器;此外,基于2e理想的固态荧光发射特性,它还可应用于发光二极管。     

聚集诱导发光分子在公共安全领域中的应用

对于公共安全中存在的安全隐患及时检测和预防有助于保护公民的身体健康和财产安全。荧光检测技术以其优异的选择性、高的灵敏度、快的响应速度引起了广泛的研究。聚集诱导发光(AIE)材料作为一种与聚集导致发光猝灭(ACQ)材料截然相反的新兴有机荧光材料,实现了发光分子在固态或是聚集态下的高荧光量子产率。而独特的AIE特性,使其不必担心由于分子聚集导致的荧光信号的降低或猝灭,同时由于分子聚集程度的增加引起荧光颜色和强度的变化,可以被用来实现对靶标物的定性和定量分析,为荧光分析检测提供了新的思路和方案。目前基于AIE的荧光检测方法及相关技术已经被广泛应用各个领域,其中在公共安全领域的研究表现突出,并取得较高的研究成果。本文分析总结了近几年来AIE分子在公共安全领域中的应用进展,包括爆炸性物质、指纹识别、毒品检测、食品安全等方面,并对目前存在的问题和应用前景进行了总结和展望。