新型树枝分子的宽带多光子荧光发射

用飞秒Ti∶sapphire激光研究了3个树枝分子1,2,4,5-四(4-N,N-二苯氨基苯乙烯基)苯(TPAB)、1,2,4,5-四[4-N,N-二(4-溴苯基)氨基苯乙烯基]苯(TPAB-Br)和1,2,4,5-四{4-{N,N-双{4-{4-[5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-2]苯乙烯基}苯基}氨基}苯乙烯基}苯(TPAB-OXA)的多光子吸收及上转换荧光性质.在二氯甲烷溶液中3个生色团分子TPAB,TPAB-Br和TPAB-OXA在800 nm飞秒光激发的双光子荧光发射波长分别为569,535和621 nm,在1300 nm飞秒光激发的三光子频率上转换荧光发射波长分别为566,534和610 nm,采用非线性透过率法测得在四氢呋喃(THF)溶液中TPAB,TPAB-Br和TPAB-OXA在800 nm和150fs激光激发下双光子吸收截面分别为61.86×10-50,6.19×10-50和65.98×10-50 cm4.s/photon;在1300 nm和80 fs激光激发下三光子吸收截面分别为3.88×10-79,7.76×10-79和27.17×10-79 cm6.s2.树枝分子具有很强的多光子吸收和上转换荧光发射能力,多光子荧光发射波长位于500～600 nm.     

一种新型树枝分子的合成及其荧光性质

以芳香八碘代物1,2,4,5-四{4-[N,N-二(4-碘苯氨基)]苯乙烯基}苯(TPABI)和4-乙烯基吡啶在钯催化下进行多位点Heck反应,制备得到一种新型荧光树枝分子1,2,4,5-四{4-[N,N-二(4-吡啶乙烯基)苯氨基]苯乙烯基}苯(TPABPy).目标化合物的结构经过红外光谱、核磁共振谱、高分辨质谱确认.树枝分子TPABPy在THF,乙酸乙酯,二氯甲烷,DMF,DMSO溶液中的最大发射波长分别为490,493,510,536,543 nm.Stoke’s位移分别为4717(THF),4969(乙酸乙酯),5330(二氯甲烷),6281(DMF),6398(DMSO)cm-1.在THF和DMF中的荧光量子产率分别为0.87和0.72.在THF和乙酸乙酯中的荧光寿命分别为1.29和1.77 ns.研究了树枝分子TPABPy在不同pH值下的荧光行为,在pH为2.41时荧光强度最大.用循环伏安法测定了分子的前线轨道能级,HOMO轨道能级为-4.94 eV,LUMO轨道能级为-2.38 eV.     

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.     

1,2,4,5-四{4-[N,N-二(4-碘苯基)氨基]苯乙烯基}苯的聚集诱导发光增强及电存储性质

通过Wittig-Horner反应合成了1个三苯胺共轭树枝分子1,2,4,5-四{4-[N,N-二(4-碘苯基)氨基]苯乙烯基}苯(TPAB-I). TPAB-I在甲苯、 四氢呋喃、 乙酸乙酯、 二氯甲烷和DMF溶液中的最大荧光发射峰分别位于451, 464, 478, 481和511 nm; 其固体粉末和旋涂膜的最大发射波长分别为526和488 nm. 实验结果表明, TPAB-I具有明显的聚集诱导发光增强效应. 将三苯胺共轭树枝分子TPAB-I用于制作有机电存储器件, 制得了三明治夹心结构的Al/TPAB-I/ITO电存储器件. 该电存储器ON/OFF状态下电流比接近10⁴, 擦除电压为-2.0 V, 写入电压为1.5 V, 在1.0 V的读取电压下, 电存储器在10⁴ s内均能保持良好的稳定性, 具有较好的电存储性能.     

吡啶星型分子的双光子上转换荧光特性

用飞秒Ti:sapphire激光测定了一种星型吡啶分子2,5-二{4-{4-[N,N-二(4-吡啶乙烯基)苯基氨基]苯乙烯基}苯基}-1,3,4-噁二唑(PyPASPO)的双光子吸收截面及上转换荧光光谱.采用非线性透过率法测得二氯甲烷和四氢呋喃溶液中的其双光子吸收截面分别为412.5 和288.8 GM. 系统研究了吡啶星形分子PyPASPO的线性吸收和透过、单光子荧光、荧光寿命及激发-发射三维荧光谱和前线轨道能级. 在800 nm和150 fs钛宝石激光器激发下PyPASPO在二氯甲烷和四氢呋喃溶液中的双光子上转换荧光发射波长分别位于571和 525 nm,在二氯甲烷溶液中单光子荧光峰位于532 nm,荧光寿命为1.24 ns. HOMO和LUMO能级分别为-5.21 eV和-2.92 eV.增大分子内电荷转移有效增强了吡啶星形分子的双光子吸收和双光子上转换荧光发射能力     

星型二苯乙烯衍生物的三光子吸收及多光子荧光发射

用飞秒Ti:sapphire激光测定了星型二苯乙烯衍生物2,5-二{4-{2-N,N-二[4-(2-N,N-二苯基氨基苯乙烯基)苯基]氨基苯乙烯基}苯基}-1,3,4-噁二唑(DPASPO)和1,2,4,5-四(4-N,N-二苯氨基苯乙烯基)苯(PASB)的三光子吸收谱和多光子上转换荧光光谱. 研究了星形八极矩分子DPASPO和PASB的线性吸收、单光子荧光及荧光寿命. 在800 nm波长的飞秒激光激发下, DPASPO和PASB在二氯甲烷溶液中发出很强的黄绿色双光子上转换荧光, 荧光峰分别位于583 nm和547 nm. 在1260 nm波长的飞秒激光激发下, DPASPO和PASB的三光子上转换荧光峰分别位于612 nm和572 nm. 采用非线性透过率法测得DPASPO和PASB最大三光子吸收截面分别为16.69×10^－79 cm⁶•s²和6.81×10^－79 cm⁶•s². 这些二苯乙烯衍生物的三光子吸收截面较大. 在这些星型分子中, 三光子吸收增强来源于二苯乙烯分支的增加, 共轭体系的扩展以及分子内跨越空间电荷离域.     

2,4和8-支噁二唑衍生物的三光子吸收和三光子上转换荧光

用飞秒Ti:sapphire激光测定了3个对称噁二唑衍生物4-{N,N-双[4-(4-[5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-2]苯乙烯基)苯基]氨基}苯甲醛(Bis-oxa)、2,5-双{4-[2-N,N-双(4-{4-[5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-2]苯乙烯基}苯基)氨基苯乙烯基]苯基}-1,3,4-噁二唑(Quadri-oxa)和2,5-双(4-{2-N,N-双[({3,5-二[5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-2]苯基}乙烯基)苯基]氨基苯乙烯基}苯基)-1,3,4-噁二唑(Octu-oxa)的三光子吸收谱和三光子荧光光谱. 在1260 nm飞秒激光激发下, 2,4和8-支噁二唑衍生物的三光子吸收系数分别为5.0×10^-5, 10.0×10^-5和10.0×10^-5 cm³/GW², 三光子频率上转换荧光发射波长分别为533, 544和551 nm. 研究了多支化合物线性吸收和透过、单光子荧光及量子产率、荧光寿命、多光子荧光光谱和三光子吸收系数谱. 对称多支噁二唑衍生物具有很强的三光子吸收和上转换荧光性质.     

一种推拉型A-D-A蒽衍生物的合成、多光子吸收及荧光性质

一种推拉型A-D-A蒽衍生物9,10-二{4-{2-N,N-二{4-{4-[5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-2]苯乙烯基}苯基}胺基}苯乙烯基}蒽(An-BPOAS)由四碘代芳香化合物9,10-二{4-[N,N-二(4-碘苯基)氨基]苯乙烯基}蒽(An-BIPAS)与芳基乙烯通过钯催化Heck偶联反应制备.用飞秒Ti:sapphire激光测定了9,10-二芳基蒽树形分子An-BPOAS的多光子吸收系数和多光子诱导荧光光谱.在1300 nm飞秒激光激发下,An-BIPAS和An-BPOAS的三光子荧光峰分别位于553和539 nm.1300 nm飞秒激光激发下采用非线性透过率法测得An-BIPAS和An-BPOAS的三光子吸收系数分别为0.3×10-5和1.5×10-5 cm3/GW2.测定了树形分子An-BPOAS的线性吸收和荧光性质.实验测定了不同pH值化合物An-BPOAS在DMF/H2O混合溶液中的荧光光谱.化合物An-BPOAS具有良好的荧光性能,可作为性能良好的双光子及三光子吸收及荧光材料.     

Y型三苯胺生色分子的二阶极化率

通过Knoevenagel反应合成了3个Y型三苯胺生色分子N,N-二{4-[2-(2-苯并噻唑基)乙烯基]苯基}苯胺(BBtVPA)、N,N-二{4-[1-(2-苯并噻唑基)-1,3-丁二烯-4-基]苯基}苯胺(BBtBPA)和N,N-二{4-[1-(2-二氰基甲叉-3-氰基-5,5-二甲基-2,5-二氢-4-呋喃基)-1,3-丁二烯-4-基]苯基}苯胺(BCfBPA), 以及4个一维偶极分子4-[2-(2-苯丙噻唑基)乙烯基]-N,N-二苯基苯胺(BtVPA)、1-(2-苯并噻唑基)-4-[4-(N,N-二苯基)氨基]苯基-1,3-丁二烯(BtAPB)、1-[(2-二氰基甲叉-3-氰基-5,5-二甲基-2,5-二氢)-4-呋喃基]-4-[4-(N,N-二苯基氨基)]苯基-1,3-丁二烯(CfAPB)和4-[2-(2-二氰基甲叉-3-氰基-5,5-二甲基-2,5-二氢呋喃-4-基)乙烯基]-N,N-二苯基苯胺(CfVPA). 测定了生色分子的紫外吸收和荧光性质, 在二氯甲烷中, Y型分子BBtVPA, BBtBPA和BCfBPA的最大吸收波长分别为425, 443和613 nm, 比偶极分子红移了约30 nm, Y型分子BBtVPA和BBtBPA的最大荧光发射峰分别位于516和558 nm, 比偶极分子稍有红移. 根据双能级模型理论, 用溶致变色法测定了生色分子的二阶非线性极化率(β), Y型分子BBtVPA, BBtBPA和BCfBPA的β0分别为40×10-30, 64×10-30和238×10-30 esu, 比相应的偶极分子分别提高了0.9~2.8倍. 结果表明, 提高吸电子基团强度, 增大共轭体系有助于获得更大的β值.     

含吡啶端基9,10-双芳基蒽共轭分子的合成、聚集诱导荧光增强及双光子诱导荧光

通过Heck反应合成了2个以吡啶为端基的9,10-双芳基蒽共轭分子9,10-二{4-{4-[N,N-二(4-吡啶乙烯基)苯基]氨基}苯乙烯基}蒽(4Py-PAA)和9,10-二{4-{4-[N,N-二(2-吡啶乙烯基)苯基]氨基}苯乙烯基}蒽(2Py-PAA),化合物结构经过1H NMR,13C NMR,HRMS-MALDI-TOF确证.测定了化合物在不同极性溶剂中的紫外吸收光谱、荧光光谱、荧光寿命及量子产率,测算了4Py-PAA和2Py-PAA的偶极矩.通过循环伏安法研究了它们的前线轨道能级.测定了4Py-PAA和2Py-PAA的固体荧光光谱、固体荧光量子产率及在不同含水量的水/THF混合溶液中的荧光光谱.实验发现4Py-PAA在THF溶液中发出蓝绿色荧光,固体时发出红色荧光,在含水量为70%的水/THF混合溶剂中发出黄色荧光,荧光强度是纯四氢呋喃(THF)的3倍,呈现聚集荧光增强性质.在800 nm飞秒激光下采用双光子诱导荧光参比法测定了4Py-PAA和2Py-PAA在THF溶液中的双光子吸收截面分别为193和101 GM.实验结果表明含有2位和4位吡啶端基9,10-双芳基蒽共轭分子具有良好的荧光发射性能及双光子吸收性质.