1,3,4-噁二唑衍生物的双光子吸收和双光子泵浦荧光

依据“推电子基-共轭中心-拉电子基-共轭中心-推电子基”的模型将电荷传输型1,3,4-噁二唑环嵌入芳香共轭体中, 通过Wittig-Horner反应合成了2种对称型强双光子吸收和双光子诱导荧光分子2,5-二[4-(2-芳基乙烯基)苯基]-1,3,4-噁二唑. 它们的氯仿溶液在锁模Nd: YAG激光器800 nm激光照射下, 发射出很强的双光子上转换荧光, 其最强荧光分别在波长507和475 nm. 采用非线性透过率法测得其双光子吸收截面分别为1.07×10^－46和6.6×10^－47 cm⁴•s•photon^－1. 这2个对称型D-π-A-π-D生色分子从激发端基到π共轭桥的有效能量传输, 对双光子吸收和双光子荧光发射能力贡献较大.     

双枝[1,3,4]-噁二唑衍生物的合成与荧光性质

通过Wittig反应和Heck反应合成了三个双枝噁二唑衍生物: N-{{{3,5-二-[5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-2]-苯基}-E-乙烯基}-4-苯基}二苯胺(BBOD-2), N,N-双{{{3,5-二-[5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-2]-苯基}-E-乙烯基}-4-苯基}苯胺(BBOD-3), N,N,N-三{4-{2-{3,5-二-[5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-2]-苯基}-E-乙烯基}苯基}胺(BBOD-4). 化合物结构经过红外光谱、核磁共振谱、质谱和熔点确证, 测定了它们在不同溶剂中的紫外光谱和单光子荧光光谱. BBOD-1, BBOD-2, BBOD-3, BBOD-4在二氯甲烷中的最大吸收峰分别位于295, 390, 398和408 nm; 最大发射峰分别为360, 486, 483和487 nm. 讨论了Stokes位移与溶剂极性的关系.     

新的双枝[1,3,4]-噁二唑衍生物的设计与微波合成

在微波辐射条件下,以三氯氧磷作环合剂,以双酰肼为中间体,快速有效地合成了一系列新的1,3-二[(5-芳基-1,3,4-噁二唑-2-基)甲氧基]苯类化合物.十二个目标化合物(5a-5l)和五个中间体(4c,4d,4e,4j,4k)均为未见文献报道的新化合物,其结构经核磁、红外、质谱和元素分析所确证.该方法的显著优点是简单...     

新型1,3,4-噁二唑衍生物的合成与性质研究

研制高效载流子传输材料是提高有机电致发光器件性能的关键. 采用对酯对二酰氯(5)与含不同链长烷氧取代基的苯甲酰肼(2)缩合制备了一系列腰接羧基1,3,4-噁二唑衍生物, 即1,4-二[5-(4-烷氧基苯)-1,3,4-噁二唑基]-2,5-二羧基苯(7; 烷氧基＝OCnH2n＋1; n＝8, 12, 16), 并采用UV-vis吸收和荧光光谱对合成物进行了表征. 结果表明: 7的分子结构中羧基的横向引入, 对化合物的光物理性质和能带结构产生较大影响. 这些噁二唑化合物的LUMO及HOMO值分别介于－3.62与－3.58 eV之间及－6.94与－6.90 eV之间, 说明它们可能具有良好的电子传输性.     

电催化合成2,5-二取代1,3,4-噁二唑衍生物

1,3,4-噁二唑作为一种多杂原子的五元杂环类化合物,不仅具有抗炎、抗肌醇和抗惊厥等生物活性,而且是一种重要的有机合成中间体,对其进行合成研究具有重要意义.利用廉价易得的醛和酰肼作为原料,在电催化条件下,一步合成非对称的2,5-二取代1,3,4-噁二唑衍生物,收率良好.其结构经IR、¹H和¹³CNMR、HRMS等进行了确证.该反应条件温和,原子经济性高,底物范围广,为构建1,3,4-噁二唑骨架提供了一种绿色、可持续的合成途径.     

新型含异噁唑环1,3,4-噁二唑啉衍生物的合成

以N-羟基-4-甲氧基苯甲醛肟氯化物为原料,经两步反应制得3-对甲氧基苯基-5-甲基-异噁唑-4-甲酰肼(3);3依次经缩合和环合反应合成了一系列新型的2-芳基3-乙酰基-5-(3-对甲氧基苯基-5-甲基-异噁唑-4-基)-Δ4-1,3,4-噁二唑啉衍生物,其结构经~1H NMR,13C NMR,IR,MS(EI)和元素分析表征。     

手性1,3,4-噁二唑硫醚衍生物的合成

以5-取代-2-巯基-1,3,4-噁二唑为亲核试剂,与手性5-烷氧基-3,4-二溴-2(5H)-呋喃酮发生Michael反应,合成了6种新的手性1,3,4-噁二唑硫醚衍生物(产率55%～67%),其结构经1H NMR, 13C NMR, IR和HR-MS确证.     

新型1,3,4-噁二唑衍生物的能带结构及其对器件性能的影响

利用紫外-可见吸收光谱和电化学方法表征了三个系列新型的1,3,4-噁二唑类化合物的能级结构.设计并制备了以噁二唑衍生物与MEH-PPV的共混物作为发光层的电致发光器件(LED),比较了不同结构噁二唑引入发光层后对器件性能的影响.研究结果表明,以共混物为发光层的LED,其最大亮度可达到11810cd/m2(8.5V),最大流明效率为1.1cd/A.与纯MEH-PPV单层发光器件相比,最大亮度提高了约40倍.结果表明,噁二唑类衍生物具有优良的电子传输特性,将其引入发光层能有效地提高LED的性能.     

对称4-枝和8-枝噁二唑衍生物的合成与荧光性质

采用Wittig-Horner和Heck反应合成了3个对称多枝[1,3,4]-噁二唑衍生物2,5-双{4-{4-[N,N-二(4-溴苯基)-氨基] 苯乙烯基}苯基}-1,3,4-噁二唑(BrPASPO), 2,5-双{4-{4-{N,N-二{4-{4-[5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑基-2-]苯乙烯基}苯基}氨基}苯乙烯基}苯基}-1,3,4-噁二唑(TPASPO)和2,5-双{4-{4-{N,N-二{4-{3,5-二[5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑基-2]-苯乙烯基}苯基}氨基}苯乙烯基}苯基}-1,3,4-噁二唑(OPASPO). 目标化合物的结构经过红外光谱、核磁共振氢谱、质谱和熔点确认. 在CH2Cl2溶液中三者的最大吸收波长分别在403 (BrPASPO), 408 (TPASPO)和409 nm (OPASPO), 荧光发射峰分别为495 (BrPASPO), 509 (TPASPO)和506 nm (OPASPO). 化合物TPASPO和OPASPO在CH2Cl2溶液中的荧光量子产率分别为0.47和0.45. 8枝化合物的荧光寿命高于4枝化合物. 对称多枝化合物具有很强的分子内电荷转移能力和荧光发射能力.     

1,3,4-噁二唑衍生物的EI谱及取代基效应的研究(Ⅰ)

本文研究了新近合成的十三个2-芳基-5(2-苯基-4-喹啉基)-1,3,4-噁二唑衍生物的电子轰击(EI-70eV)质谱。应用亚稳离子和质量准确测定方法研究了这些化合物在EI-70eV条件下的断裂途径。归纳出以环状结构的分解和重排为特征的几种主要断裂方式。并用Hammett常数σ拟合了取代基效应与裂解反应的关系。     

三苯胺-吡啶衍生物的三光子吸收及光限幅特性

合成了3个三苯胺-吡啶衍生物4-乙烯基吡啶-4'-(N,N-二苯胺基)苯(PPAB)、三[4-(4-吡啶乙烯基)苯]胺(TPPA)和4-(对-甲基-乙烯基吡啶碘盐)-4'-(N,N-二苯胺基)苯(PBPI),研究了它们的单光子荧光和三光子荧光性质.在1310nm飞秒激光激发下,化合物PPAB,PBPI and TPPA在二氯甲烷溶液中发出很强的三光子上转换荧光,荧光峰分别位于648,625,696nm.用飞秒Ti:Sapphire激光器非线性透过率法测得3个化合物在1310nm三光子吸收截面分别为1.91×10-79,3.46×10-79,3.64×10-79cm6·s2,它们具有很强的三光子吸收和光限幅效应.     

二腈基衍生物的合成及其光限幅性质

设计并合成了一系列含不同末端给电子基团及共轭链长度的1,1-二腈基-2,2-二苯基乙烯类化合物(D1-D7),用核磁共振氢谱(1H NMR)、核磁共振碳谱(13C NMR)和高分辨质谱(HRMS)对分子结构进行了表征.选用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,测定了它们的线性光物理性质,用光漂白法研究了它们的光稳定性,用热失重法测试了它们的热稳定性.研究了这7个化合物针对800 nm脉冲激光(掺钛蓝宝石激光器,脉冲宽度~130 fs,重复频率1000 Hz)的光限幅性质.结果表明:以二烷基氨基为给电子基团的4个化合物(D4-D7)对800 nm的飞秒脉冲激光均具有显著的光限幅性能,限幅机制为双光子吸收(2PA),而端基给电子能力较弱、共轭链长较短的D1-D3光限幅效果并不明显.此外,D4-D7都具有较好的热稳定性和光稳定性.而且,该系列化合物的双光子吸收截面、光稳定性和热稳定性都具有随分子结构中给电子基团增强或共轭链增长而增大或提高的趋势.D7具有最好的综合性能,是一个有应用潜力的光限幅材料.     

Variation of Two-photon Absorption Cross Sections and Optical Limiting of Compounds Induced by Static Electric Field

By numerically solving the Maxwell-Bloch equations using an iterative predictor-corrector finite-difference time-domain technique, we investigate propagating properties of a few-cycle laser pulse in a 4,4＇-bis（di-n-butylamino） stilbene （BDBAS） molecular medium when a static electric field exists. Dynamical two-photon absorption （TPA） cross sections are obtained and optical limiting （OL） behavior is displayed. The results show that when the static electric field intensity increases, the dynamical TPA cross section is enhanced and the OL behavior is improved. Moreover, both even- and odd-order harmonic spectral components are generated with existence of the static electric field because it breaks the inversion symmetry of the BDBAS molecule. This work provides a method to modulate the nonlinear optical properties of the BDBAS compounds.     

Theoretical Studies on the Third-order Nonlinear Optical Properties and Two-photon Absorption of Stilbene Derivatives

Different types of stilbene derivatives (D-π-D, A-π-A, D-π-A) were investigated with AM1, and specially, equilibrium geometries of symmetrical stilbene derivatives (D-π-D) were studied using of PM3. With the same method INDO/CI, the UV-vis spectra were explored and the position and strength of the two-photon absorption were predicated by Sum-Over-States expression. The relationships of the structures, spectra and nonlinear optical properties have been examined. The influence of various substituents on two photon absorption cross-sections was discussed micromechanically.     

Theoretical Studies on One-photon and Two-photon Absorption Properties of Pyrene-core Derivatives

The analytic response theory at density functional theory level is applied to investigate one-photon and two-photon absorption properties of a series of recently synthesized pyrene-core derivatives. The theoretical results show that there are a few charge-transfer states for each compound in the lower energy region. The one-photon absorption properties of the five investigated compounds are highly consistent with those given by experimental measure-ments. The two-photon absorption intensities of the compounds are greatly enhanced with the increments of the molecular sizes, in which the two-photon absorption cross section of the four-branched compound is about 5.6 times of that of the mono-branched molecule. Further-more, it is shown that the two-photon absorption properties are sensitive to the geometrical arrangements.     

Synthesis and Two-photon Absorption Properties of s-Triazine Derivatives

Two new s-triazine derivatives, which belong to linear dipolar type and triangle octupolar type respectively, have been synthesized. The structure of the dipolar compound has been determined by X-ray diffraction. The two-photon absorption cross-section σ, and the two-photon excited fluorescence (TPEF) intensities are increased significantly from dipolar compound to octupolar compound.     

Two—photon Excited Fluorescence of Bithiophene Derivatives

Two new bithiophene derivatives named as 5,5‘‘-bis(p-N,N-dimethylaminostyryl)-2,2‘-bithiophene (BMSBT),and 5,5‘-bis(p-N,N-diethylaminostyryl)-2,2‘-bithiophene (BESBT) have been synthesized.Both compounds can emit strong single-photon excited fluorescence (SPEF) and two-photon excited fluorescence (TPEF) with the emission peaks around-560nm and with the lifetime of-1ns.     

末端基团对芴类衍生物分子非线性光学性质的影响

通过采用预估矫正的时域有限差分方法数值求解速率方程-光场强度方程,研究了纳秒激光脉冲在具有不同末端基团的对称性芴类衍生物分子2,7-双(4′-(二甲基氨基)苯乙烯基)-9-氢-芴(F1分子)和2,7-双(4′-硝基苯乙烯基)-9-氢-芴(F2分子)中的动力学传播过程以及光限幅效应,分析了两种分子的光限幅特性随传播距离(z)、粒子数密度(N)以及脉冲宽度(τ)的变化情况,并且拟合了两种分子的动态双光子吸收(TPA)截面。计算结果表明,该系列分子具有较大的双光子吸收截面以及较好的光限幅效应。此外,F2分子的末端基团―NO2与F1分子的末端基团―N(CH3)2相比具有更强的得电子能力,因而使得F2分子具有更大的跃迁偶极矩,双光子吸收截面增大,光限幅效应更为明显。     

Two-photon Absorption and Optical Power Limiting Properties of Two Novel Dibenzothiophene-based Chromophores

Over recent years scientists have increased interest in the search for symmetric and asymmetric molecules with large two-photon absorption effects such as fluorescence microscopy, two-photon photodynamic therapy, optical power limiting, and three dimensio…