对称吡啶基二噻吩乙烯光致变色化合物的合成与性能

二噻吩乙烯光致变色化合物具有热稳定性高、抗疲劳性好等优点。 本文以2-甲基噻吩为原料,经过Suzuki偶联、傅克酰基化、McMurry环合3步反应制备1,2-二(5-吡啶基-2-甲基噻吩-3-基)环戊烯,总收率61%。 所有中间体及目标产物均已通过核磁共振、质谱、红外光谱等技术手段表征。 该合成方法具有合成步骤少、简便、总收率高、易于工业化生产等优点。 利用紫外-可见吸收光谱、荧光光谱对该化合物及其与镍离子、锡离子相互作用的光致变色性能以及应用进行了研究。 对称吡啶基二噻吩乙烯通过与金属配位在紫外光的照射前后显示出不同的颜色和光谱吸收,可以用作新型金属离子探针。     

多功能二噻吩乙烯光致变色光分子开关材料

光致变色材料是一类在不同波长的光交替照射下,产生两种可进行可逆转换的光致异构体并伴随明显的光物理和光化学性能变化的材料。基于其特殊的光致异构性质,人们已开发出多种光致变色功能材料并将其广泛应用于超高密度光信息存储、分子开关、分子逻辑门、分子导线、光电材料、多光子器件、表面/纳米器件、液晶材料、化学传感、生物成像、自组装、聚集诱导发光、光控生物体系等诸多领域。其中,二噻吩乙烯类化合物因其出色的热稳定性、优良的耐疲劳性、快的响应速率、高的转化率和量子产率以及出色的固相反应活性而成为理想的光致变色材料之一。本文主要围绕近期本研究组研究成果着重介绍近几年二噻吩乙烯类化合物从溶液体系到功能化表面体系的研究进展,探讨当前该领域存在的问题并对其前景和发展方向进行展望。     

一个新颖的光磁性二噻吩乙烯铜配合物的合成和光致变色性质

合成了一个新颖的金属铜和1,2-双(2′-甲基-5′-(4″-吡啶基)-3′-噻吩) 全氟代环戊烯 (BM-4-PTP)配合物,并用红外、核磁共振、元素分析进行了表征。研究了配合物在晶体相的光致变色性质和磁性性质。在光激发下,配合物[Cu(BM-4-PTP)₂(CF₃COO)₂](THF)₂(H₂O)₂(1)在晶体相显示出可逆的光异构反应。有趣的是,伴随着光致变色反应,配合物1的开环体(1o)和闭环体(1c)在晶体相还显示出磁性差异,1o和1c的磁化率可逆地发生变化,说明由于开环异构体和闭环异构体的π共轭结构不同,通过配体BM-4-PTP桥联的铜离子之间的相互作用可以被光引发。     

荧光可调控的二噻吩乙烯α-炔醇的合成及性能

以2-甲基噻吩和三甲基硅乙炔为原料经多步反应合成了一种新型的二噻吩乙烯α-醇炔：1,2-二[2-甲基-5-(3-三甲基硅基-2-丙炔基-1-羟基)-3-噻吩基]环戊烯(BTE-TMS),其结构经¹H NMR, HR-MS(ESI)和元素分析表征,通过UV-Vis研究了化合物的光致变色性能和抗疲劳性,并辅以荧光光谱探究了化合物的荧光开关性能。     

新型β-位烷基修饰卟啉二噻吩乙烯光致变色分子的合成与性能

以乙酰乙酸乙酯为原料,经5步反应制得3,3′-二甲基-4,4′-二乙基二吡咯（1）;以2-甲基噻吩为原料,经4步反应制得含醛基的二噻吩乙烯中间体（2）; 1和2经自缩合反应合成了新型的卟啉分子开关1-（2-甲基-3-噻吩基）-2-[2-甲基-5-（3,7,13,17-四甲基-2,8,12,18-四乙基-15-对碘苯卟啉基苯基）-3-噻吩基]环戊烯（3）,其结构经¹H NMR和HR-MS（ESI）表征。并研究了3的光致变色和无损读取性能。结果表明：3在波长254 nm和665 nm光照下具有良好的可逆光致变色性能;激发光波长为550 nm时,开、闭环异构体具有强荧光对比,有望实现信息无损写-读-擦过程。     

含三苯胺的二苯乙烯化合物的合成及其电致发光性能

电致发光器件在光通讯、光信息处理、视频器件、测控仪器等光电子领域有着广泛而重要的应用价值.无机半导体二极管、半导体粉末、半导体薄膜等电致发光器件尽管已取得了令人注目的成就,但由于其复杂的器件制备工艺,高驱动电压、低发光效率,不能大面积平板显示,能耗较高以及难以解决短波长(如蓝光)等问题,使得无机电致发光材料的进一步发展受到一定的影响.相比之下,有机化合物可通过分子设计的方法合成数量巨大、种类繁多的有机化合物发光材料,使得有机材料构成的电致发光器件有着众多的优势,并成为目前电致发光领域的前沿研究课题之一.有关材料的制备^[1~3],发光机理^[4,5],电致发光器件的制备和性能^[6,7]的研究工作取得了相当大的进展.得到了各种发光颜色的器件,器件的发光亮度也较高.但由于电/光转换效率(量子效率)较低(小于10%),而且稳定性差,目前还只能制备出一些原型器件.     

一个闭环二噻吩乙烯及其Ag(Ⅰ)配合物的合成、结构和光致变色性质

首次合成了一个含氰基二噻吩乙烯闭环体化合物(L_c),用IR、1H NMR及X射线单晶衍射研究其结构,表明它是一对R,R和S,S对映异构体组成的消旋混合物,证实了光化学顺旋环化反应中己三烯结构转变为环己二烯结构。紫外可见光谱研究表明其在THF溶液和固相均具有可逆的光致变色性质,可见区最大吸收波长为607 nm。光异构化动力学研究表明开环反应为一级反应,而闭环反应为0级反应。将其进一步用作配体与Ag(CF₃SO₃)自组装合成了配合物1,并用元素分析、IR、1H NMR及电喷雾质谱进行结构表征。1在固相具有可逆的光致变色性质,但与开环配体组装的配合物不同,由于刚性的闭环配体结构限制了2个噻吩环的自由旋转,银离子与闭环配体配位未能修饰配体的吸收波长,1的可见区最大吸收波长与配体相同。与闭环配体相比,1的光异构化反应速度更快,这和循环伏安法测得其具有比配体更小的带隙结果一致。     

一个闭环二噻吩乙烯及其Ag(Ⅰ)配合物的合成、结构和光致变色性质

首次合成了一个含氰基二噻吩乙烯闭环体化合物(L_c),用IR、¹H NMR及X射线单晶衍射研究其结构,表明它是一对R,R和S,S对映异构体组成的消旋混合物,证实了光化学顺旋环化反应中己三烯结构转变为环己二烯结构。紫外可见光谱研究表明其在THF溶液和固相均具有可逆的光致变色性质,可见区最大吸收波长为607 nm。光异构化动力学研究表明开环反应为一级反应,而闭环反应为0级反应。将其进一步用作配体与Ag(CF₃SO₃)自组装合成了配合物1,并用元素分析、IR、¹H NMR及电喷雾质谱进行结构表征。1在固相具有可逆的光致变色性质,但与开环配体组装的配合物不同,由于刚性的闭环配体结构限制了2个噻吩环的自由旋转,银离子与闭环配体配位未能修饰配体的吸收波长,1的可见区最大吸收波长与配体相同。与闭环配体相比,1的光异构化反应速度更快,这和循环伏安法测得其具有比配体更小的带隙结果一致。     

以2,2,5,5-四氟-2,5-二氢呋喃桥连的1,2-二噻吩乙烯类光致变色分子的合成

设计并合成了新型的以2,2,5,5-四氟-2,5-二氢呋喃桥连的1,2-二噻吩乙烯类光致变色分子1,从廉价易得的六氯丁二烯出发,经醇解、氯化、关环和氟化反应合成了关键中间体全氟2,5-二氢呋喃(2),并通过与化合物3'-溴-[2,2':5',2']三噻吩(3)的偶合反应得到含氟光致变色分子1.     

含腈基的三苯胺基二苯乙烯化合物的合成及其电致发光性能研究

本文成功地合成了集空穴传输基团三苯胺和电子受体基团腈基于一个分子中的腈基取代的三苯胺基二苯乙烯系列化合物,获得电子和空穴都能够高效注入和传输的新型电致发光材料.由这种材料制备的电致发光器件的性能稳定,启动电压显著降低,发光为黄绿色.     

卟啉-二芳基乙烯分子的合成及其无损读取性能

二噻吩乙烯是一类性能优良的有机光致变色化合物,在信息储存领域具有广阔的应用前景,本文以2-甲基噻吩、苯甲醛和吡咯为原料,经过多步反应合成了1-(2-甲基-3-噻吩基)-2-{2-甲基-5-{4-[4-(10,15,20-三苯基-5-卟啉基)苯基]氨基羰基苯基}-3-噻吩基}环戊烯(DTE-TPP),其结构经核磁共振波谱仪(NMR)、质谱(MS)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)表征确认,通过紫外-可见光谱研究了化合物的光致变色性能、抗疲劳性,并辅以荧光光谱探究了化合物的无损读取功能。结果表明,该化合物在254和660 nm的光照射下,发生可逆的光致变色反应,重复光照8次后其紫外-可见光谱与初始谱图相比无明显差异,显示出良好的抗疲劳性;当激发光为520 nm时,开、闭环异构体有较高的荧光对比度,有望实现数据的无损读取。     

Photochromic Dithienylethene‐Containing Triarylborane Derivatives: Facile Approach to Modulate Photochromic Properties with Multi‐addressable Functions

A series of dithienylethene‐containing triarylboranes has been designed, synthesized, and characterized. The electrochemistry, photophysics, and photochromic behavior have also been studied. The photophysical and photochromic properties could be facilely tuned in this system by varying the thiophene spacers (thiophene, thienothiophene, and bithiophene) between the dithienylethene and the dimesitylboron (BMes₂) or the position of the BMes₂ substitution in the thiophene spacers. The absorption of closed form has been found to be more sensitive towards the structural modification upon incorporation of the BMes₂ unit. Moreover, multi‐addressable photochromic reactivity is obtained upon addition of Lewis base (F^?), which is due to the formation of boron–Lewis base adduct. The dependence of the photophysical and photochromic properties on the thiophene spacers and the position of the BMes₂ substitution has been further supported by computational studies.     

Synthesis and Properties of Novel Luminescent Compounds Containing Triphenylamine and Bipyridine Units

Blue luminescent compounds T1-T4 containing triphenylamine donors,bipyridine acceptors and olefinic linkers were synthesized and characterized by 1H NMR,13C NMR and high resolution mass spectrometry(HR...     

含三苯胺单元的超支化共轭聚合物的合成、表征及应用

本实验采用Wittig方法制得了未封端和封端的超支化聚三苯胺-对苯乙烯撑型聚合物,对两种共轭聚合物进行了表征和性能测试.聚合物溶液和固体膜在紫外光照射下均发出较强的绿光.首次对这类聚合物在硝基芳烃化合物荧光猝灭能力进行了初步研究,结果表明:与未封端产物相比,封端后的超支化共轭聚合物在邻硝基甲苯(o-NT)的荧光猝灭效率上有明显提高,当o-NT浓度为21.5×10^-3mol/L时,荧光猝灭效率达到97%.这类共轭聚合物不仅合成操作较为简便,猝灭效率也较高,是一种很有潜力的硝基芳烃化合物荧光检测材料.     

两个基于二噻吩乙烯结构单元双核钌乙烯配合物的合成, 表征和性质

合成了2个含二噻吩乙烯结构单元双核钌乙烯配合物[RuCl（CO）（PMe₃）₃]₂（μ-2,2’-（CH=CH）^2-DTE）（1a）和[RuCl（CO）（PMe₃）₃]₂（μ-2,5-（CH=CH）₂-DTE）（1b）,利用元素分析、红外、核磁共振谱和电化学对它们的结构进行了表征,X-射线单晶衍射分析表明,配合物1a晶体属单斜晶系,C2/c空间群,晶胞参数为：a=3.44575（6）nm,b=1.45945（2）nm,c=2.32191（5）nm,β=110.9770（10）°,V=10.9028（3）nm³,Z=8,D_c=1.467g·cm^-3,λ=0.071073nm,μ（MoKα）=0.956mm^-1,F（000）=4912。测定了它们光照前后的紫外-可见吸收光谱变化图,并对其光致变色性质进行了讨论。     

两个基于二噻吩乙烯结构单元双核钌乙烯配合物的合成,表征和性质

合成了2个含二噻吩乙烯结构单元双核钌乙烯配合物[RuCl(CO)(PMe3)3]2(μ-2,2′-(CH=CH)2-DTE)(1a)和[RuCl(CO)(PMe3)3]2(μ-2,5-(CH=CH)2-DTE)(1b),利用元素分析、红外、核磁共振谱和电化学对它们的结构进行了表征,X-射线单晶衍射分析表明,配合物1a晶体属单斜晶系,C2/c空间群,晶胞参数为:a=3.445 75(6)nm,b=1.459 45(2)nm,c=2.321 91(5)nm,β=110.977 0(10)°,V=10.902 8(3)nm3,Z=8,Dc=1.467 g·cm-3,λ=0.071 073 nm,μ(Mo Kα)=0.956 mm-1,F(000)=4 912。测定了它们光照前后的紫外-可见吸收光谱变化图,并对其光致变色性质进行了讨论。