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。     

具有聚集诱导发光特性的咔唑衍生物的合成及其理化性质研究

以咔唑、亚芴基肼等为原料,通过suzuki反应合成了2个新型咔唑衍生物:N-乙基-3,6-双(亚芴基肼基-5-亚甲基-2-噻吩)咔唑(S1)和N-(亚芴基肼基-4-亚甲基苯基)-3,6-双(亚芴基肼基-5-亚甲基-2-噻吩)咔唑(S2)。用FTIR、1HNMR、元素分析对S1和S2的结构进行表征,并考察其紫外吸收光谱、荧光光谱、电化学行为和热稳定性。结果表明:S1和S2薄膜的最大发射波长分别在637和649nm处,均发射红色荧光,且S1和S2均具有良好的聚集诱导发光(AIE)特性;S1和S2的HOMO能级分别是-5.26和-5.29e V,与正电极(ITO)的功函数(-4.8 e V)相匹配,可有效降低空穴注入能垒,有利于空穴的传输;S1和S2的热分解温度分别是351和360℃,均具有良好的热稳定性。     

具有聚集诱导发光性质的化合物

具有聚集诱导发光（AIE）性质的有机化合物能够在聚集或固态条件下,通过改变分子组成、扭曲构象、刚性结构、堆积形态等调节荧光发射强度和波长,使其在OLED、化学/生物传感器等领域具有广阔应用前景。本文介绍了到目前有关AIE的研究进展。侧重总结了silole型、取代乙烯型（主要包括亚甲基环戊二烯型和DPDSB型）、腈取代二苯乙烯型、吡喃型、联苯型等小分子化合物和少数高分子的结构与AIE性质之间的关系,以及为解释AIE现象所提出的限制分子内的转动、避免非辐射去活、构象扭曲避免形成excimer、J－聚集态以及形成分子间的C-H/π键等理论。     

咔唑基四苯乙烯多功能发光材料的合成与性能

设计合成了一个以四苯乙烯为核心,四端连接长烷基链的咔唑基四苯乙烯衍生物(TPECz),该化合物具有典型的聚集诱导发光(AIE)特性.紫外光谱(UV-Vis)、荧光光谱(PL)、热重(TG)和示差扫描量热(DSC)研究表明,该化合物属于深蓝光材料、具有较好的热稳定性,并且对金属Fe3+具有很好的识别作用,有望用于金属离子检测;同时,该化合物外围的咔唑基团具有电化学活性,采用电化学聚合方法可制备其聚合物交联荧光薄膜,扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)研究表明,该荧光薄膜表面平整,有望用于制备有机电致发光器件(OLED),可见该化合物是一种多功能材料.     

二咔唑四苯乙烯多功能发光化合物的合成与性能

合成了一种新型的具有压致荧光变色效应的聚集诱导增强发光(PAIE)化合物二咔唑四苯乙烯; 通过核磁共振、质谱和元素分析等手段对其进行了结构表征; 利用紫外吸收光谱、荧光发射光谱、热分析和X射线衍射等手段研究了化合物的基本性能. 实验结果表明, 随着水含量的增加, 该化合物溶液荧光强度增强了171倍, 荧光量子产率提高了100倍, 表现出明显的聚集诱导增强发光效应; 在外界因素作用下该化合物固体样品可实现结晶态与无定形态的相互转变. 结晶态的荧光发射波长为450 nm, 无定形态为480 nm, 相差30 nm, 说明该化合物具有明显的压致荧光变色效应; 将该化合物用于制备发光器件, 未经优化的器件亮度达2438 cd/m², 电流效率为2.87 cd/A, 流明效率为1.81 lm/W. 该化合物是一种多功能材料.     

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。     

聚集诱导发光聚合物

聚集诱导发光(AIE)的研究已经成为化学和材料等领域的一个前沿.目前,AIE领域的研究重点主要集中于小分子方面,而具有良好成膜性和协同放大效应的AIE聚合物的研究仍有待进一步发展.其制备方法,构效关系以及相对于小分子的性能和应用独特性还有待进一步体现.该专论较系统性地总结了AIE聚合物的制备方法,介绍了AIE聚合物的构效关系及在传感和生物医药等领域的应用,并对AIE聚合物的未来发展进行了展望.     

四苯乙烯衍生物与大环主体在主客体相互作用下的聚集诱导发光

具有聚集诱导发光性质化合物的发展不仅很大程度上解决了传统有机分子发色团在高浓度、固态或者薄膜等形式的聚集状态下荧光猝灭的问题,而且扩展了有机发色团在荧光探针、传感器以及细胞成像等方面的应用。其中,四苯乙烯及其衍生物作为具有聚集诱导发光性质的典型化合物已被广泛应用在材料化学、生物化学等相关研究领域。受此启发,超分子化学家也将这类具有聚集诱导发光性质的四苯乙烯及其衍生物作为研究对象引入到超分子化学的领域,特别是利用大环主体与四苯乙烯客体通过主客体相互作用有效地限制了荧光客体分子的分子内转动或运动,增强了这类超分子体系的发光强度,并为其在刺激响应性传感器、智能探针等方面提供了新思路。本文总结了近年来涉及四苯乙烯衍生物与大环主体通过主客体相互作用形成聚集诱导发光超分子体系的发展,并按照大环主体进行分类简要介绍其应用。     

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.     

水溶性荧光增强共轭聚合物的合成及性能研究

通过Suzuki反应将1,2-二[4-(6-溴己氧基)苯基]-1,2-二(4-溴苯基)乙烯与1,4-对苯二硼酸丙二醇酯共聚得到含有四苯乙烯基团的共轭聚合物P-0,通过后功能化得到了具有良好水溶性的聚合物P-1.通过1H-NMR、MALDI-TOF、MS和凝胶渗透色谱(GPC)对其结构进行表征.测定了P-1在水溶液中的紫外吸收光谱、荧光发射光谱以及荧光量子产率.通过P-1与小分子化合物MC-1的对比,P-1的荧光增强灵敏度优于MC-1.在P-1的溶液中分别加入沉淀剂或带有负电荷的生物大分子,两者的紫外吸收光谱与荧光发射光谱有很大的差异,通过结果对比,初步探讨了聚集诱导荧光增强的机理,经过静电作用限制苯环内旋转可以实现荧光强度的线型增长.     

EFFECT OF GAMMA RAYS IN THE PREPARATION OF POLYMER AND HYDROGEL FROM ACRYLAMIDE MONOMER

The formation of polymer and hydrogel from aqueous solutions having 20, 30 and 40% concentrations ofacrylamide monomer by γ-ray irradiation processing in the dose range 0.06-30 kGy using a Co-60 source and theircharacterization have been observed. Polymer conversion and gel fraction are found to depend on radiation doses. Polymerconversion increases with the increase of dose, depending on the solution concentration, where maximum conversion isachieved at 0.18, 0.16 and 0.10 kGy for 20%, 30% and 40% concentrations, respectively. On the other hand, gel fractionincreases with dose from the gel point (0.12 kGy) for all concentrations, where 100% conversion of gel occurs at doses≥5 kGy. Tensile strength, viscosity and molecular weight (M_w) of polymer samples increase with both the dose and theconcentration, showing a high value of M_w up to≈10~8. Swelling of hydrogels under water with respect to time varies due tothe variation of cross-linking density formed in the gels and the maximum swelling mainly occurs within 24 h. A remarkable change of surface morphology reveals characteristic features of monomer, polymer and hydrogel films.     

POLYMER CHAIN DIFFUSION AT A TEMPERATURE BELOW ITS BULK GLASS TRANSITION TEMPERATURE

In this study, it was examined whether the dynamics of polymer chains at a surface is different from that in thebulk, and if so, to what extent they differ in terms of surface glass transition temperature and diffusion coefficient. Obtainedresults clearly indicate that surface chains can travel for a relatively large distance in comparison with the characteristiclength scale of usual segmental motion even at a temperature below its bulk glass transition temperature, T_g~b. This isconsistent with our previous results that the surface glass transition temperature is much lower than the corresponding T_g~b.Also, it was experimentally revealed that there was a gradient of molecular motion in the surface region.     

含1,3,5-三嗪芳香二酸及其可溶性聚芳酰胺的合成

以2,4-二氯-6-苯基-1,3,5-三嗪为原料,通过傅克和氧化反应制备了一种新型芳香二酸2,4-二(4-甲酸基苯基)-6-芳基-1,3,5-三嗪(PTDA),并采用1H-NMR,FTIR,MS和元素分析等对其结构进行了表征.利用正交试验,重点考察了氧化反应条件对产率的影响,结果表明反应温度为25℃、反应时间为8 h、HAc与H2SO4摩尔比为10∶1、CrO3与PTDA配比为4∶1时,氧化产率最高,达81.3%.以PTDA和间苯二胺(BD)为原料,制备了新型含1,3,5-三嗪聚芳酰胺PPA,其特性黏数为0.49 dL/g.该聚酰胺表现出较好的溶解性能以及优异的热稳定性和机械性能,室温下可溶于N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺等溶剂中,由其溶液可制得透明薄膜;玻璃化转变温度达315℃,氮气中起始分解温度T5%为493℃,700℃下残炭率高达59%;薄膜的拉伸强度为82 MPa,断裂伸长率在8.2%,起始模量为2.3 GPa.     

水溶性星型卟啉高分子的合成表征及其与牛血清白蛋白的相互作用

利用琥珀酸酐修饰四(p-氨基苯基)卟啉,再与聚乙二醇单甲醚酯化,制备了亲水性卟啉高分子,用IR、UV-Vis、1H NMR、元素分析等方法对其结构进行了表征.利用紫外可见光谱研究了卟啉高分子与牛血清白蛋白(BSA)之间的相互作用.实验结果显示,卟啉高分子与BSA之间不仅存在卟啉与BSA之间的相互作用,而且存在高分子侧臂与BSA之间体积排斥作用,二者综合结果导致卟啉的可见吸收峰表现出不同于小分子卟啉的特征,最大吸收峰位置没有改变,但是吸收强度表现为增色作用.锌离子与卟啉环络合后,增色作用明显,说明络离子可通过配位键增强对BSA的结合.     

多官能Iniferter制备聚合物分散液晶膜及其含量对电光性能的影响

采用可逆加成-断裂链转移(RAFT)、引发转移终止(Iniferter)活性自由基聚合法分步骤制备多官能Iniferter的大分子(RAFT-MI),并通过紫外光聚合诱导相分离法制备接枝共聚物为基体的聚合物分散液晶(PDLC)膜,研究了不同含量的RAFT-MI对PDLC膜的微观形貌、开态透光率、阈值电压(Vth)、饱和电压(Vsat)、对比度和记忆效应的影响.结果表明,当PDLC中的RAFT-MI含量从10%增加到30%时,开态透光率先增加,随后又逐渐降低,而Vth、Vsat逐渐降低,对比度先增加,然后又降低,记忆效应减弱.     

SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF FLUORINATED POLYAMIDES DERIVED FROM UNSYMMETRICAL DIAMINES CONTAINING THE PHTHALAZINONE MOIETY

A novel unsymmetrical fluorinated diamine monomer with kink non-coplanar heterocyclic structures, 1,2-dihydro- 2-（4-amino-2-trifluoromethyophenyo）-4-[4-（4-amino-2-trifluoromethyophenoxy）phenyo]（2H）phthaoazin-1-oneo was prepared through the nucleophilic substitution reaction of 1-trifluromethyl-2-chloro-5-nitrobenzene with 1,2-dihydro-4-（4- hydroxyphenyl）（2H）phthalazin-l-one in the presence of potassium carbonate, followed by catalytic reduction with hydrazine and Pd-C. A series of new fluorinated polyarnides were synthesized by the phosphorylation polyamidation of the fluorinated diamine with various dicarboxylic acids. The prepared polymers were obtained in quantitative yields with moderately and high inherent viscosities （0.47-0.87 dL/g）. They were all amorphous and readily soluble in various polar aprotic solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone （NMP）, N,N-dimethylformamide （DMF）, N,N-dimethylacctamide （DMAc）, pyridine （Py） and m-cresol at room temperature. These fluorinated polyamides have excellent thermal properties. The glass transition temperatures were all above 300℃. The 5% and 10% weight loss temperatures were in the range of 437-466℃ and 482-525℃ in nitrogen atmosphere, respectively.     

HETEROAROMATIC POLYMERS — HIGH TEMPERATURE POLYPYRROLONES DERIVED FROM 2,6-BIS(3'',4''-DIAMINOPHENYL)-4-BIPHENYLPYRIDINE AND VARIOUS AROMATIC DIANHYDRIDES

A new type of aromatic tetraarnine containing biphenyl moiety in the side chain was synthesized via a modified Chichibabin＇s reaction. 3-Nitro-4-acetamidoacetophenone was reacted with 4-phenyl benzaldehyde in the presence of ammonium acetate to obtain 2,6-bis（3＇,4＇-diaminophenyl）-4-biphenyl pyridine （DPPA）. A series of polypyrrolones （PPys） were prepared using tetraamine and various aromatic dianhydrides via a two-step cyclization procedure. All the PPys show excellent high temperature stabilities with the initial decomposition temperatures of 530-549℃ and residual weight ratio of 49%-80% at 750℃ in nitrogen. The polymers exhibit no apparent glass transition temperatures （Tgs） except PPy-1 （Tg= 327℃）, which is derived from tetraamine DPPA and 2,2-bis[4-（3＇,4＇-dicarboxyphenoxy）-phenyl]propane dianhydride （BPADA）. In addition, the polymers have acceptable mechanical properties with the tensile strength of 65-94 MPa. The PPy films show excellent hydrolysis-resistance in alkaline aqueous medium and could maintain most of the properties even after boiling in 10% aqueous sodium hydroxide solution for a week.     

等离子体处理云母粉对其表面特性及对其与聚合物界面特性的影响

采用等离子体方法处理填料及增强体表面,是提高填料及增强体与聚合物基体的粘合性、改善复合材料性能的一个新的有效途径。目前研究工作集中于处理条件与复合体系宏观性能的关系上,对处理前后填料表面性质以及填料与聚合物界而性质变化的探讨却很少。而只有了解上述变化才能从本质上认识处理条件与复合体系宏观性能的关系。本文首次对云母粉进行丁醛等离子体处理,测定了处理前后液体在云母粉表面的接触角,估算了处理条件