多孔有机聚合物材料的合成与荧光传感应用

多孔有机聚合物荧光材料既具有孔隙度高的特点,也具有突出的荧光性能.当其骨架上存在与特定分析物(如硝基芳香爆炸物、金属离子、阴离子等)的结合位点时,便赋予其荧光传感的功能.按照不同多孔有机聚合物(POPs)材料的类型,即无定型的多孔有机聚合物材料、晶型含配位键的多孔金属有机框架(MOFs)材料、晶型共价有机框架(COFs)材料,综述了近年来多孔有机聚合物荧光材料的研究新进展,特别是它们基于有机功能分子的设计与合成,及其荧光传感应用.继续从分子层面设计新型的荧光COFs材料是未来可循环使用的高效荧光化学传感器的发展方向,值得关注.     

多孔碳包覆铜纳米颗粒的制备及性能表征——推荐一个化学综合实验

以Cu-MOF为前驱体,通过热解法制备氮掺杂多孔碳包覆铜纳米材料,采用X射线粉末衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)和傅立叶变换红外光谱仪(IR)等仪器对产物的形貌和组成进行表征。考察了不同热解温度对多孔碳材料形貌和组成的影响,探究其在硝基苯还原反应中的催化性能,并优化了反应条件。将材料的制备、表征和性能探究设计成一个综合实验,能够培养学生的科研思维和综合分析能力。     

含有酚羟基的吖嗪类荧光探针的阴离子识别与传感研究

设计合成了含有酚羟基的萘吖嗪类荧光探针分子,利用紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱研究了探针分子的阴离子识别和光化学传感性能。研究结果表明,该探针分子可以通过比色（紫外-可见吸收光谱）和荧光发射光谱双通道识别检测氟离子。该探针分子是一类比率型阴离子荧光探针,作用方式为探针分子酚羟基的去质子化作用,这种激发态质子转移（ESIPT）是探针分子呈现比率荧光特性的原因。通过本实验不但可以让学生掌握紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱仪的使用方法,还能培养学生在分子识别与光化学传感领域的科研兴趣。     

新型三苯胺-苝酰亚胺分子阵列的合成及其光学性能

以三苯胺(1),乙二胺和3,4,9,10-苝四甲酸二酐为原料,合成了一种新型的三苯胺-苝酰亚胺分子阵列(5),其结构经~1H NMR和IR表征.用UV-Vis和荧光发射光谱研究了5的光学性能,结果表明5中发生了从三苯胺基元到苝酰亚胺基元的分子内能量转移过程.     

调节金属有机框架的配体场实现在工业电流密度下将CO2高选择性还原为碳氢化合物(英文)

电化学CO₂还原反应(eCO₂RR)利用可再生能源将CO₂转化为增值化学品,因而得到广泛关注.然而,目前已报道的电催化剂倾向于将CO₂转化为HCOOH和CO,而不是增值化学品.金属有机框架(MOF)由于具有较大的比表面积、可调的结构和丰富的活性位点,已被广泛应用于多相催化、气体储存和气体分离等领域.MOF是研究结构-性能关系的理想平台.金属多氮唑框架(MAF)是一类具有较好化学稳定性的MOF,但在电催化方面的研究很少.本文合成了三种具有相同四铜(Ⅱ)簇单元的金属多氮唑框架(Cu-BTP,Cu-BTTri和Cu-BTT),分别由吡唑、三氮唑和四氮唑衍生配体构成.配体的pKa值依次为H₃BTP (pKa=19.8)>H₃BTTri(pKa=13.9)>H₃BTT(pKa=4.9),表明与BTTri^3-和BTT^3-相比,BTP^3-具有最高的配体场强或配位能力.在相...     

含三苯胺结构的非对称型苝酰亚胺的合成及性能

合成了2种含有三苯胺结构的非对称型苝酰亚胺N-(2-乙基己基)-N'-(4-三苯胺)-3,4,9,10-苝二酰亚胺(PDI-ATPA)和4,4',4″-三[N-(2-乙基己基)-3,4,9,10-苝二酰亚胺]-三苯胺(PDI-TATPA).利用核磁共振谱(NMR)、红外光谱(IR)和元素分析等方法表征了2种分子的结构,采用紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱和荧光光谱研究了其分子光物理性能及在溶液中的聚集行为,并且对分子轨道、能级和偶极矩进行了分子模拟.研究结果表明,具有星形空间对称结构的苝酰亚胺分子PDI-TATPA在溶液中具有自组装行为;引入的三苯胺结构与苝核形成电子给体-受体结构,发生分子内电子转移(PET),进而导致荧光猝灭.     

四苯乙烯的合成、表征及在爆炸物检测中的应用 ——介绍一个大学化学综合实验

因具有聚集诱导发光特性、螺旋桨结构的四苯乙烯及其衍生物,在有机光电材料、荧光传感和生物成像等领域表现出优异的荧光性能。本实验以二苯甲酮为原料,利用McMurry偶联反应合成四苯乙烯。采用萃取、干燥和柱层析等手段对产物进行分离和纯化,通过熔点测定、核磁共振氢谱、核磁共振碳谱和质谱对其结构进行表征后,使用苦味酸作为模型化合物,利用荧光光谱测定其对爆炸物的荧光检测极限。本实验寓科研热点于实验教学中,不仅提高了学生的实验操作技能,而且有助于学生了解具有聚集诱导发光性能的四苯乙烯及其衍生物的研究现状和应用前景,激发了学生的科研兴趣和创新意识。     

基于有机纳米纤维薄膜的荧光化学传感

薄膜荧光化学传感提供了一种固相、便携、易操作的气相分子检测技术,在环境、安全、生物医学、健康监测等领域具有重要的应用价值和发展前景.基于本课题组在超分子自组装构建n-型有机半导体苝二酰亚胺衍生物(PTCDI)一维纳米纤维及其荧光薄膜检测胺类等气相分子领域研究,结合其他课题组工作,本文阐述了该类纳米纤维多孔薄膜在结构调控,荧光传感应用性能、机制和意义方面的研究进展.同时,也介绍了本课题组在p型有机半导体咔唑角亚乙炔四环(ACTC)和咔唑三聚体等在本领域的进展,最后对未来挑战和发展方向进行了展望.     

一种新型有机质子响应荧光分子的合成在实验教学中的设计与探索

本实验将最新的科研热点——有机发光材料引入实验教学,开发了基于一个荧光分子二甲氨基苯乙烯基苯并噁唑的合成实验,并考查了其质子响应性质。本实验反应温和易控,操作简单,现象明显,绿色环保,并且可以用于模块化教学,拆分成多个环节实验,适合不同学时的实验教学要求,既可培养学生的基本操作,又能激发学生的实验兴趣,锻炼学生的综合能力。     

爆炸物检测用荧光聚合物材料

作为荧光传感材料,荧光聚合物不仅具有传感单元多、荧光亮度高、光稳定性好等特点,而且方便制备荧光传感薄膜,易于实现器件化,在爆炸物荧光检测中得到了广泛的研究与应用。近年来,随着荧光聚合物从传统的线型结构向支化和多孔网络结构的拓展,以及各种功能单元的引入,大量的新型荧光聚合物有效地提升了爆炸物检测的灵敏度、选择性和响应速度等性能。本综述从线型聚合物、支化聚合物、多孔聚合物三类体系出发,总结和评述了用于爆炸物荧光检测的线型共轭与非共轭聚合物、树枝状分子与超支化聚合物、无定形与结晶型多孔聚合物等典型体系的分子结构设计策略、功能特点以及传感性能,并展望了荧光聚合物未来在爆炸物检测应用中所面临的机遇和挑战。     

碲氢化钠与胺烷基化苯并三氮唑的反应

碲氢化钠是一个用途广泛的磁试剂,自作为有用的去溴试剂以来,日益受到化学工作者的关注,不断有文献报道它的合成及应用.例如能有效地还原卤代烃、硝基化合物、叠氮化合物和亚胺等.近年来,Katritzky报道了胺烷基化苯并三氮唑衍生物的合成及应用,此衍生物中的苯并三氮唑基是很好的离去基团,易被各种亲核试剂所取代.我们在前文中对硒氢化钠与胺烷基化苯并三氮唑反应生成二苄基二硒醚的合成进行了报道.本文用碲氢化钠与胺烷基化苯并三氮唑反应,结果生成还原产物N-取代胺.     

多聚氮杂环的脱氮自由基转化:C−N键的构建研究进展

多聚氮杂环化合物在有机合成、药物化学以及材料化学等领域具有重要的作用.人们已经在多聚氮杂环的修饰和可控转换领域取得了诸多突破性的研究成果.在多种多聚氮杂环转换反应中,脱氮是一类重要反应,可以快速地构建其他氮杂环或者C?N键.通常而言,多聚氮杂环化合物更易于脱氮形成金属卡宾中间体,继而发生后续串联或环化反应,但涉及自由基中间体的多聚氮杂环脱氮反应尚未得到充分关注和研究.在过去几年中,得益于现代合成手段如有机光化学合成、有机电化学合成和有机光电合成等的革新,自由基化学得到快速发展,建立了很多多聚杂环脱氮自由基串联反应,为高度复杂的杂环骨架或具有复杂杂环体系的天然产物提供了一条通用且便捷的合成路径.光催化剂在有效地将可见光中的能量转移至非吸收化合物方面的应用越来越受到关注,该方法可温和而有效地生成自由基,以新的方式形成化学键.此外,啉钴与卟啉铁催化剂在多聚杂环的脱氮反应中亦展现出较好的催化性能.本文综述了多聚氮杂环的脱氮自由基转化(C?N键的构建)领域的最新进展,重点讨论了脱氮生成自由基的方法与串联模式和反应机理,分析了存在的挑战.本文还根据反应底物的类别从四个模块展开讨论:(1)苯并三嗪和苯并噻三嗪的自由基脱氮串联反应;(2)苯并三氮唑的自由基脱氮串联反应;(3)吡啶三氮唑与四氮唑的脱氮反应;(4)3-氨基吲唑的自由基脱氮反应.综上,研究者们通过多聚氮杂环的脱氮自由基转化(C?N键的构建)的方法合成了一些重要的药物分子及其前体,并证明了该方法具有潜在的应用价值.未来,将多聚氮杂环脱氮反应应用于活性天然产物合成与修饰是非常可行的.     

4-单取代-1,2,3-三氮唑的合成进展(Ⅱ)—通过去取代基反应

1,2,3-三氮唑衍生物是近些年研究热点化合物之一,随着4-单取代型衍生物在医药、农药、材料等领域的广泛应用,该类化合物的合成及应用近些年引起了广大研究者的关注并获得了可喜进展。本文阐述了4-单取代-1,2,3-三氮唑衍生物的合成发展历史,着重综述了近十年来该类唑衍生物的合成发展情况。内容主要涵盖二取代-1,2,3-三氮唑的去取代基反应,包括脱羧、脱苄基、脱羟(酰氧)基及脱取代乙基等反应。文章还包括一些合成方法及其产物的应用,并对一些重要的反应机理做了分析。文章最后对该类化合物的合成做了总结并展望了未来发展方向。     

多孔氢键有机框架(HOFs):现状与挑战

氢键有机框架（HOFs）已经发展成为一类独特的晶态多孔材料,它一般是由有机或金属-有机构建单元通过分子间的氢键相互连接而形成的框架材料.由于氢键强度弱和柔性强,因此大部分HOFs的框架都比较容易坍塌.然而,通过合理地选择刚性且具有特定几何构型的构建单元、引入穿插或π-π作用和静电作用等其它分子间的作用力,稳定且多孔的HOFs也逐渐地被制备出来.与其它含有机组分的晶态多孔材料如金属-有机框架（MOFs）和共价有机框架（COFs）相比,HOFs具有自己的特点,例如：温和的合成条件、高度的结晶性、溶剂加工性、容易修复和再生等.HOFs的这些特点能够使其成为一类独特的功能多孔材料.本综述主要概述了稳定且多孔HOFs设计的一些基本原则,系统总结了构筑HOFs常用的超分子合成子以及脚手架,重点综述了近十年HOFs在气体吸附与分离、质子传导、异相催化、荧光和传感、生物应用、对映体拆分和芳香化合物的分离、环境污染物去除和有机结构测定等领域的重要进展.     

一种新型一氧化氮比率型近红外荧光探针的制备及应用

该文以邻苯二胺修饰的［c］［1, 2, 5］噻二唑-5, 6-二胺作为一氧化氮（NO）识别基团和电子受体,芴衍生物作为荧光基团和电子供体,合成了一种新型检测NO的近红外荧光探针。通过紫外可见吸收光谱和荧光光谱研究探针分子的光谱学性质及检测NO的可行性。该探针与NO反应后生成苯并三氮唑结构,分子内电荷转移（ICT）效应加强,在近红外区的荧光明显增强。相较于传统的增强型或猝灭型NO荧光探针,该文制备的荧光探针通过比率计量荧光检测信号,实现了背景荧光低、抗干扰能力强的NO近红外荧光检测。该荧光探针受外界干扰小,且不与其他活性氧、活性氮反应,能够对不同浓度的NO产生快速、灵敏的荧光响应,对NO的检测线性范围为0～10 μmol/L,检出限为28.88 nmol/L。选择性实验表明,该探针对NO的响应具有专一性和抗干扰性。该文制备的比率型荧光探针能实现NO近红外荧光分析和检测,具有背景荧光低、抗干扰能力强的优点,可用于生物样品中NO的检测。     

一类基于苝酰亚胺和亚苯基亚乙炔基交替共轭聚合物的合成与表征

以1,7"bay"位置溴化苝酰亚胺为电子受体、低聚亚苯基亚乙炔基(OPE)为电子给体,通过Sonagashira反应制备了一系列不同OPE含量的具有p-n结构主链全共轭交替聚合物,并对其光物理和电化学性质进行了表征.紫外-可见吸收光谱表明,聚合物具有较宽的光吸收范围(350~900 nm),有利于提高体系的光吸收效率;荧光光谱实验发现,对苝酰亚胺单元进行选择性激发,产生由分子内电荷分离所导致的荧光猝灭现象,为该材料应用于光伏器件提供了理论和实验依据.     

三氟乙酸酐促进的铜催化中断Click反应用于合成三氟甲基1,2,4-三嗪酮类化合物

正Angew.Chem.Int.Ed.2017,56,10476~10480众所周知,金属催化Click反应得到的大都是五元环的三氮唑产物.福州大学化学学院翁志强课题组通过铜催化中断Click反应,第一次实现了六元环三氟甲基1,2,4-三嗪酮类化合物的合成.该反应是基于三氟乙酰基强吸电子性的特点,将其引入到Click反应中间体上,诱导该三氮唑中间体发生氮-氮键断裂而开环分解,形成活泼的烯酮亚     

苝酰亚胺和大环化合物的超分子组装(英文)

苝酰亚胺及其衍生物是一类具有良好的π…π堆积能力和优良的光电性能的n型半导体材料,通过该类化合物与大环化合物构筑纳米超分子组装体是近年来化学、材料科学和纳米科学等领域备受关注的研究之一。本文主要论述了近年来以共价或非共价的方法将超分子大环化合物引入到苝酰亚胺体系构筑出各种纳米功能超分子组装体的研究进展,可以认为超分子大环化合物与苝酰亚胺的组装不仅可以调节苝酰亚胺的光物理行为,而且还可以赋予超分子组装体很多新颖的物理化学特性,使其在传感材料和光电器件等方面展现出很大的潜在应用价值。这些研究极大地拓展了构筑新颖苝酰亚胺纳米超分子组装体的方法。我们相信本文对于进一步构筑具有特定结构和功能的苝酰亚胺-大环化合物超分子组装体将起到积极的促进作用。     

制备金属-有机框架材料的教学实验设计*

为了探索新型的“材料化学实验”课堂教学案例,对铜基多孔金属-有机框架材料(Cu-MOF)的制备条件进行精心优化和设计,使其满足实验课堂教学的要求。以5-氨基间苯二甲酸(AIPA)为配体分别和不同阴离子铜盐(如硝酸铜、三氟甲磺酸铜、氯化铜、硫酸铜)配位。为了降低实验成本、能耗和提高反应产率,通过优化实验条件,探究适合材料化学实验教学的最佳物料配比、反应温度和反应时间等条件,并对所得产物进行粉末X射线衍射(PXRD)测试,表征材料的相纯度。课堂实践表明,学生对晶态材料的实验方法和表征手段表现出浓厚的学习兴趣。     

四硫富瓦烯三氮唑衍生物的合成及应用研究进展

四硫富瓦烯是一类重要的电子供体化合物,在分子导体和超分子化学领域引起广泛关注.主要介绍Cu(I)催化的叠氮和炔基的环加成反应(Cu AAC)在合成四硫富瓦烯三氮唑衍生物方面的应用进展,主要涉及含端基叠氮的四硫富瓦烯化合物和含端基炔的反应底物反应以及含端基炔的四硫富瓦烯化合物和含端基叠氮的反应底物反应两类.同时,对利用Cu AAC点击反应合成的含三氮唑功能基的四硫富瓦烯衍生物在分子识别、分子组装以及分子光电和光伏器件等光电功能材料领域的应用进展进行综述.