萘甲酸功能化聚苯乙烯的制备及其与Eu(Ⅲ)配合物荧光发射性能初探

以6-羟基-2-萘甲酸(HNA)为试剂,使氯甲基化聚苯乙烯(CMPS)的氯甲基与HNA的酚羟基之间发生亲核取代反应,将萘甲酸(NA)配基键合在聚苯乙烯侧链,制得了功能化改性的NAPS,采用红外光谱和核磁共振氢谱对其结构进行了表征,并使之与Eu(Ⅲ)配位,制得了高分子-稀土配合物NAPS-Eu(Ⅲ),初步探索了该配合物的荧光发射特性。本文重点研究了聚苯乙烯的功能化改性反应,考察了主要因素对CMPS与HNA之间亲核取代反应的影响规律,分析了反应机理,优化了反应条件。实验结果表明,CMPS与HNA之间取代反应的速率与亲核试剂HNA的浓度无关,该取代反应的机理是典型的SN1反应;使用极性较强的溶剂二甲亚砜以及采用较高的温度(70℃),有利于亲核取代反应的进行。NAPS-Eu(Ⅲ)不仅发射出Eu3+的特征荧光,而且大分子配基NAPS对Eu3+的荧光发射显示出很强的敏化作用。     

芳羧酸功能化聚砜的制备及其与Tb(Ⅲ)离子配合物荧光发射特性的初探

以对氯甲基苯甲酸(CMBA)为试剂,通过Friedel-Crafts烷基化反应,将苯甲酸(BA)键合在聚砜(PSF)侧链,制得了改性聚砜BAPSF,并采用FT IR与1H NMR等方法对其结构进行了表征。通过与Tb3+配位,制得了高分子-稀土配合物BAPSF-Tb(Ⅲ),初步考察了该配合物的荧光发射特性。本文重点研究了聚砜的功能化改性反应,考察了主要因素对CMBA与PSF之间Friedel-Crafts烷基化反应的影响,分析了反应机理,优化了反应条件。实验结果表明,CMBA与PSF之间Friedel-Crafts烷基化反应顺利进行的适宜反应条件为:70℃,以N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)为溶剂,SnCl4为催化剂。配合物BAPSF-Tb(Ⅲ)不仅发射出Tb3+的特征荧光,而且大分子配基BAPSF对Tb3+的荧光发射显示出很强的敏化作用。     

双齿席夫碱配基功能化的聚砜与Eu(Ⅲ)离子所形成的高分子-稀土配合物的制备及其荧光发射特性

通过分子设计,经过几步大分子反应,在聚砜(PSF)侧链键合了双齿席夫碱(SB)配基,制得了双齿席夫碱配基功能化的聚砜(PSF-SB)。在此基础上,以PSF-SB为大分子配体,以邻菲咯啉(Phen)为小分子配体,与Eu(Ⅲ)离子螯合配位,分别制备了二元高分子-稀土发光配合物PSF-(SB)3-Eu(Ⅲ)与三元高分子-稀土发光配合物PSF-(SB)3-Eu(Ⅲ)-(Phen)1,采用红外光谱和紫外吸收光谱对配合物进行了表征。研究了配合物的荧光发射性能与发光机理。制备了配合物的固体薄膜,考察了固体薄膜的荧光发射性能。结果表明,大分子配基PSF-SB本身具有强的荧光发射,但与Eu(Ⅲ)离子配位后,其自身的荧光发射大为减弱,其与Eu(Ⅲ)离子所形成的二元或三元高分子-稀土配合物均能发射出很强的Eu(Ⅲ)离子的特征荧光,即键合在PSF侧链的双齿席夫碱配基能有效地产生分子内能量转移,强烈地敏化Eu(Ⅲ)离子的荧光发射。第二配体的协同配位效应与对配位水分子的置换作用使得三元配合物的荧光发射强度高于二元配合物。     

氨基酚型双齿席夫碱配基功能化聚砜的制备及其与Eu(Ⅲ)离子所形成的配合物的光致发光性能

以对氯甲基苯甲醛(CMBA)为试剂,使聚砜(PSF)发生Friedel-Crafts烷基化反应,将苯甲醛(BA)键合在PSF侧链,制得改性聚砜PSF-BA,并考察了主要因素对Friedel-Crafts烷基化反应的影响规律;然后,使PSF-BA的醛基分别与邻氨基苯酚(OAP)及间氨基苯酚(MAP)的氨基发生缩合反应,从而在PSF侧链实现了氨基酚型双齿席夫碱配基的同步合成与键合,获得了2种功能化聚砜PSF-BAOA和PSF-BAMA。采用红外光谱(FT-IR)和核磁氢谱(1 H-NMR)对功能化聚砜的化学结构进行了表征。最后,使大分子配体PSF-BAOA和PSF-BAMA分别与Eu(Ⅲ)离子发生配位反应,制备了光致发光二元高分子-稀土配合物PSF-(BAOA)3-Eu(Ⅲ)与PSF-(BAMA)3-Eu(Ⅲ)。结果表明:溶剂的极性有利于聚砜与CMBA之间的Friedel-Crafts烷基化反应,适宜的溶剂为N,N-二甲基乙酰胺;适宜的温度为70℃。大分子配体PSF-BAOA和PSFBAMA对Eu(Ⅲ)离子的荧光发射均会产生强烈的敏化作用,2种二元高分子-稀土配合物均发射出强烈的Eu(Ⅲ)离子特征荧光。     

芳羧酸功能化聚苯乙烯的制备及其与Tb(Ⅲ)离子配合物荧光发射特性初探

通过氯甲基苯甲酸(CMBA)的Friedel-Crafts 烷基化反应,对聚苯乙烯(PS)进行了功能化改性,将苯甲酸(BA)键合在聚苯乙烯侧链,制得了改性聚苯乙烯(BAPS),采用红外光谱、核磁共振氢谱及紫外吸收光谱等测试技术对其进行了结构表征,考察了影响CMBA与PS之间Friedel-Crafts烷基化反应的主要因素。 结果表明,适宜的反应条件为:70 ℃,以N,N-二甲基乙酰胺为溶剂,SnCl4为催化剂。 使BAPS与Tb(Ⅲ)离子配位,制得高分子-稀土配合物BAPS-Tb(Ⅲ),该配合物不仅发射出Tb3+离子的特征荧光,而且大分子配基BAPS对Tb3+离子的荧光发射显示出很强的敏化作用。     

芳羧酸功能化的聚砜与Tb(III)形成的高分子-稀土配合物的结构与荧光发射性能

通过大分子反应将苯甲酸(BA)键合在聚砜(PSF)侧链,制得芳羧酸功能化的聚砜(PSFBA).以PSFBA为大分子配基,以邻菲啰啉(Phen)为小分子配体,与Tb(Ⅲ)配位,分别制备了二元配合物PSFBA-Tb(Ⅲ)与三元配合物PSFBA-Tb(Ⅲ)-Phen,采用傅里叶变换红外(FTIR)光谱和紫外(UV)吸收光谱对配合物进行了表征,深入研究了配合物(溶液与薄膜)的荧光发射性能及热稳定性与结构的关系.研究结果表明,以PSFBA为大分子配基所形成的高分子-稀土配合物,均能发射出很强的Tb(Ⅲ)特征荧光,即键合在PSFBA侧链的配基BA能有效地敏化Tb(Ⅲ)的荧光发射.二元配合物PSFBA-Tb(Ⅲ)的表观饱和配位数为10,即当二元配合物具有PSF-(BA)5-Tb(Ⅲ)的结构时,BA对Tb(Ⅲ)的配位表观上达到饱和,此时二元配合物具有最强的荧光发射.按n(Phen):n(Tb(Ⅲ))=1的比例将Phen加入二元配合物PSF-(BA)5-Tb(Ⅲ)溶液中进行补充配位,所制备的三元配合物PSF-(BA)5-Tb(Ⅲ)-(Phen)1与惯用比例的三元配合物PSF-(BA)1-Tb(Ⅲ)-(Phen)3或PSF-(BA)1-Tb(Ⅲ)-(Phen)2相比,不仅荧光发射强度高,而且热稳定性能好,是一种高性能的场致发光材料.     

氨基吡嗪型双齿席夫碱配基功能化聚砜的制备及其与Tb(Ⅲ)离子配合物的荧光发射特性

首先,通过苯甲醛(BA)改性的聚砜(BA-PSF)与氨基吡嗪(AP)发生席夫碱反应,制得了侧链含氨基吡嗪型双齿席夫碱配基(APSB)的功能化聚砜APSB-PSF。使用核磁共振氢谱(~1HNMR)、红外光谱(FT-IR)表征其化学结构。然后,以APSB-PSF为大分子配体,邻菲罗啉(Phen)为第二配体,使它们与Tb(Ⅲ)离子进行配位螯合反应,分别制备了二元高分子-稀土配合物Tb(Ⅲ)-(APSB)_3-PSF与三元配合物(Phen)_1-Tb(Ⅲ)-(APSB)_3-PSF,研究了配合物Tb(Ⅲ)-(APSB)_3-PSF和(Phen)_1-Tb(Ⅲ)-(APSB)_3-PSF的荧光发射特性与发光机理。实验结果表明,大分子配体APSB-PSF不但能够强烈地吸收紫外光,且其本身荧光强度很高;当APSB-PSF与Tb(Ⅲ)离子配位生成新的二元配合物后,其自身的吸光强度基本不变,但荧光强度却大为削弱,即能量发生了转移,该配合物同时发射出Tb(Ⅲ)离子的特征荧光,且由于接受了APSB-PSF转移的能量使其发光强度大大增强,即APSB-PSF对Tb(Ⅲ)离子发生了敏化作用。而配体APSB-PSF的三线态与Eu(Ⅲ)离子的共振能级不匹配,使APSB-PSF与Eu(Ⅲ)离子的配合物几乎不发射荧光。三元配合物不仅发射出Tb(Ⅲ)离子的特征荧光,且其发光强度高于二元配合物。     

在聚砜侧链合成与键合双齿席夫碱配基及功能化聚砜-Tb(Ⅲ)离子配合物荧光发射性能初探

使氯甲基化聚砜(CMPSF)的氯甲基与乙醛酸(GA)的羧基发生酯化反应,将乙醛(AL)基团键合在聚砜侧链,制得改性聚砜PSF-AL;接着,又使3-氨基吡啶(AP)的伯氨基与PSF-AL的醛基发生席夫碱反应,在聚砜侧链合成与键合了具有特定结构的双齿席夫碱配基AA,从而获得了双齿席夫碱配基功能化聚砜PSF-AA,采用红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(¹H NMR)等技术手段对其结构进行了表征。 以功能化聚砜PSF-AA为大分子配体,与Tb(Ⅲ)离子及Eu(Ⅲ)离子分别配位,制得了二元高分子-稀土配合物PSF-(AA)₃-Tb(Ⅲ)和PSF-(AA)₃-Eu(Ⅲ),初步探索了两种配合物的光致发光性能。 重点研究了功能化聚砜PSF-AA的制备反应,考察与分析了主要因素对CMPSF与GA之间酯化反应的影响规律,优化了反应条件。 CMPSF与GA之间的酯化反应属氯烷的亲核取代反应,实验结果表明,适宜的溶剂为极性较强的N,N-二甲基乙酰胺,75 ℃为适宜的反应温度。 大分子配体PSF-AA对Eu(Ⅲ)离子不产生敏化作用,而对Tb(Ⅲ)离子的荧光发射则产生强烈的敏化作用,配合物PSF-(AA)₃-Tb(Ⅲ)发射出较强的Tb(Ⅲ)离子的特征荧光,即表现出发射绿光的光致发光性能。     

键合苯甲酸衍生物聚苯乙烯配体的合成及其Eu(Ⅲ)配合物的光致发光性能

使3-硝基-4-羟基苯甲酸(NHBA)的羟基与氯甲基化聚苯乙烯(CMPS)的氯甲基进行亲核取代反应,在聚苯乙烯侧链上引入硝基苯甲酸(NBA),制得了功能化的聚苯乙烯PS-NBA,考察了亲核取代反应的优化反应条件。并使之与Eu(Ⅲ)配位,制得了高分子-稀土配合物PS-(NBA)3-Eu(Ⅲ)。采用红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(1H NMR)对PS-NBA的结构进行了表征,测试了配合物的荧光发射特性。结果表明,NHBA苯环上的硝基可降低CMPS与NHBA之间取代反应的速率,使用极性较强的溶剂N,N-二甲基甲酰胺及在较高的反应温度(70℃)下,有利于亲核取代反应的进行。大分子链上的配基NBA对Eu3+离子的荧光发射显示出很强的敏化作用,其敏化作用远强于苯甲酸(BA)配基,高分子-稀土配合物PS-(NBA)3-Eu(Ⅲ)具有比PS-(BA)3-Eu(Ⅲ)更强的荧光发射。     

键合苯甲酸衍生物聚苯乙烯配体的合成及其Eu(Ⅲ)配合物的光致发光性能

使3-硝基-4-羟基苯甲酸(NHBA)的羟基与氯甲基化聚苯乙烯(CMPS)的氯甲基进行亲核取代反应,在聚苯乙烯侧链上引入硝基苯甲酸(NBA),制得了功能化的聚苯乙烯PS-NBA,考察了亲核取代反应的优化反应条件。 并使之与Eu(Ⅲ)配位,制得了高分子-稀土配合物PS-(NBA)3-Eu(Ⅲ)。 采用红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(1H NMR)对PS-NBA的结构进行了表征,测试了配合物的荧光发射特性。 结果表明,NHBA苯环上的硝基可降低CMPS与NHBA之间取代反应的速率,使用极性较强的溶剂N,N-二甲基甲酰胺及在较高的反应温度(70 ℃)下,有利于亲核取代反应的进行。 大分子链上的配基NBA对Eu3+离子的荧光发射显示出很强的敏化作用,其敏化作用远强于苯甲酸(BA)配基,高分子-稀土配合物PS-(NBA)3-Eu(Ⅲ)具有比PS-(BA)3-Eu(Ⅲ)更强的荧光发射。     

侧链键合水杨醛型双齿席夫碱配基的功能化聚砜的合成及其稀土离子配合物的光致发光性能

通过氯甲基化聚砜(CMPSF)与4-羟基水杨醛(HSA)的亲核取代反应,将水杨醛(SA)基团键合在聚砜侧链,制得改性聚砜PSF-SA;再经PSF-SA的醛基分别与苯胺(AN)和环己胺(CA)发生席夫碱反应,获得了两种侧链键合了水杨醛型双齿席夫碱配基的功能化聚砜PSF-SAN和PSF-SCA,产物的结构由红外光谱和核磁共振氢谱表征。以两种功能化聚砜为大分子配体,与Tb(Ⅲ)离子及Eu(Ⅲ)离子分别配位,制得了二元高分子-稀土配合物,初步探索了配合物的光致发光性能。本文重点研究了功能化聚砜PSF-SAN和PSFSCA的制备反应,考察与分析了主要因素对CMPSF与HSA之间亲核取代反应的影响规律。结果表明,对于该亲核取代反应,适宜的溶剂为极性较强的N,N-二甲基乙酰胺,80℃为适宜的反应温度。大分子配体PSFSAN对Eu(Ⅲ)离子的荧光发射产生强烈的敏化作用,配合物PSF-(SAN)_3-Eu(Ⅲ)发射红光;大分子配体PSF-SCA对Tb(Ⅲ)离子的荧光发射也产生敏化作用,配合物PSF-(SCA)_3-Tb(Ⅲ)发射绿光。     

水杨羟肟酸功能化聚苯乙烯的制备及其与Tb(Ⅲ)离子配合物的荧光发射特性初探

凭借氯甲基化的聚苯乙烯(CMPS)与水杨羟肟酸(SHA)之间的Friedel-Crafts烷基化反应,使SHA键合在聚苯乙烯(PS)的侧链上,制备了改性聚苯乙烯(SHA/PS)。再使SHA/PS与Tb(Ⅲ)离子配位,制得高分子-稀土配合物Tb(Ⅲ)-SHA/PS。采用红外光谱对其结构进行了表征,考察了影响SHA与CMPS之间Friedel-Crafts烷基化反应的主要因素。结果表明,当催化剂SnCl4用量为0.06 mL,35℃反应18h时,SHA/PS上SHA的键合率高达33.1%。Tb(Ⅲ)-SHA/PS配合物不仅具有与Tb(Ⅲ)离子相似的荧光光谱,而且SHA/PS配体对Tb(Ⅲ)离子产生了显著的Antenna效应,使其荧光强度大幅增强。     

水杨酸功能化聚苯乙烯的制备及其与铕(Ⅲ)离子配合物荧光特性研究

以氯甲基聚苯乙烯(CMPS)为出发物质,通过两步改性反应,相转移催化的酯化反应(乙醛酸钠为反应试剂)与均相的Schiff碱反应,制备了侧链键合水杨酸(ASA)配基的聚苯乙烯ASAPS,并使之与Eu(Ⅲ)离子配位螯合,制备了高分子-稀土配合物ASAPS-Eu(Ⅲ).重点研究了相转移催化的酯化反应,也初步考察了配合物ASAPS-Eu(Ⅲ)的发光性能.研究结果表明,在季铵盐相转移催化剂作用下,溶解于有机溶剂中的CMPS可有效地与水相中的乙醛酸钠发生酯化反应,形成醛基(AL)化改性的聚苯乙烯ALPS.相转移催化剂的结构与溶剂的极性对相转移催化反应有显著的影响;配合物ASAPS-Eu(Ⅲ)具有Eu(Ⅲ)的特征荧光发射,并产生显著的Antenna效应.     

侧链键合双齿席夫碱配基聚砜的制备及大分子-Eu(Ⅲ)配合物荧光发射特性

在制备氯甲基化聚砜(CMPSF)的基础上,以对羟基苯甲醛(HBA)为试剂,通过亲核取代反应,将苯甲醛(BA)键合在聚砜侧链,制得改性聚砜PSF-BA;接着,又使3-氨基吡啶(AP)与PSF-BA的醛基发生席夫碱反应,在聚砜侧链合成与键合了双齿席夫碱(SB)配基,形成了侧链键合有双齿席夫碱配基的功能化聚砜PSFSB。采用红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(1H-NMR)对其结构进行了表征。以大分子PSF-SB为第一配体,以邻菲罗啉(Phen)为第二配体,与Eu(Ⅲ)离子配位,分别制得了二元和三元高分子-稀土配合物PSF-(SB)3-Eu(Ⅲ)和PSF-(SB)3-Eu(Ⅲ)-(Phen)1,初步探索了配合物的荧光发射性能。本文重点研究了功能化聚砜PSF-SB的制备反应及表征,考察了主要因素对CMPSF与HBA之间亲核取代反应的影响规律,分析了反应机理,优化了反应条件。实验结果表明,对于CMPSF与HBA之间的亲核取代反应,极性较强的N,N-二甲基乙酰胺为适宜的溶剂,90℃为适宜的反应温度。大分子配体PSF-SB对Eu(Ⅲ)离子的荧光发射可产生明显的敏化作用,二元和三元高分子-稀土配合物都发射出较强的Eu(Ⅲ)离子特征荧光。     

侧链键合双齿席夫碱配基的聚苯乙烯的制备与表征及其Eu(Ⅲ)配合物荧光发射性能之初探

以1,4-二氯甲氧基丁烷为氯甲基化试剂,制备了氯甲基化聚苯乙烯(CMPS),使CMPS的氯甲基与对羟基苯甲醛(HBA)发生亲核取代反应,将苯甲醛(BA)键合在聚苯乙烯侧链,制得改性聚苯乙烯PS-BA;使PS-BA的醛基与3-氨基吡啶(AP)的伯氨基发生席夫碱反应,在聚苯乙烯侧链合成与键合了双齿席夫碱(SB)配基,制得了侧链键合有双齿席夫碱配基的功能化聚苯乙烯PS-SB。 采用红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(¹H NMR)对其结构进行了表征。 以大分子PS-SB为第一配体,以邻菲罗啉(Phen)为第二配体,与Eu(Ⅲ)离子配位,分别制得了二元和三元高分子-稀土配合物PS-(SB)₃-Eu(Ⅲ)和PS-(SB)₃-Eu(Ⅲ)-(Phen),初步探索了配合物的荧光发射性能。 实验结果表明,对于CMPS与HBA之间的亲核取代反应,使用极性较强的N,N-二甲基乙酰胺为溶剂比较适宜,80 ℃为适宜的反应温度。 大分子配体PS-SB对Eu(Ⅲ)离子的荧光发射可产生明显的敏化作用,二元和三元高分子-稀土配合物均发射出较强的Eu(Ⅲ)离子的特征荧光。     

8-羟基喹啉的高分子化及其Eu(Ⅲ)配合物的制备和表征

在合成含有8-羟基喹啉(8HOQ)配位基单体的基础上,将其与甲基丙烯酸甲酯(MMA)共聚得到含有8-羟基喹啉侧基的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA8q),实现了8-羟基喹啉的高分子化;通过PMMA8q和小分子协同配体与稀土离子Eu(Ⅲ)的配位反应,制备了两个稀土高分子发光配合物:Eu(PMMA8q)(8HOQ)2(H2O)3和Eu(PMMA8q)2(TTA)(H2O)3(TTA:噻吩甲酰三氟丙酮)。利用元素分析、红外光谱方法对各阶段产物进行了表征,用荧光光谱研究了两个稀土高分子配合物的荧光特性及发光机理。     

吡啶-2,6-二甲酸衍生物及其Tb(Ⅲ)和Eu(Ⅲ)配合物的合成与荧光性质

以吡啶-2,6-二甲酸(DPA)为起始物,合成了4-羟甲基吡啶-2,6-二甲酸(4-HMDPA)和4-(N,N-二羧甲基氨基)亚甲基吡啶-2,6-二甲酸(4-BMDPA)两种新型多功能配体,并制备了DPA,4-HMDPA及4-BMDPA的Tb(Ⅲ)和Eu(Ⅲ)配合物,对配合物的固体和溶液态的荧光性质进行了研究. 结果表明,在吡啶4位引入弱吸电子基团4-羟甲基会减弱稀土配合物的荧光强度; 在水溶液中稀土配合物与溶液的pH值有着密切的关联,中性水溶液中荧光强度较大; 分子偶极矩较小的溶剂中稀土配合物荧光强度较强. 表明4-BMDPA是较理想的稀土荧光敏化剂.     

β-环糊精聚合物与取代水杨酸、3-羟基-2-萘甲酸超分子配合物的构筑及其电流变性能

从化学设计的观点出发, 研究了环糊精聚合物形成超分子配合物的性能. 采用“固相自组装技术”合成了6种β-环糊精聚合物(β-CDP)与取代水杨酸及3-羟基-2-萘甲酸的超分子配合物, 并利用NMR, FT-IR, UV-vis和荧光分析等技术对形成超分子配合物的组成和结构进行了表征. 分别采用所合成的超分子配合物与二甲基硅油配制了电流变液. 在4 kV/mm的直流电场作用下, 超分子配合物较β-CDP电流变活性提高了34%~72%, 且以β-CDP/3-羟基-2-萘甲酸超分子配合物电流变液的屈服应力为最高, 可达9.8 kPa; 同时发现, 变更不同客体分子也可对超分子配合物电流变材料的流变效应起到调节作用, 当水杨酸苯环上含有其他取代基时, 取代基的位置及其数量对相应超分子配合物电流变液的力学响应性具有微调节作用, 并由材料的介电性能测试得到证实.     

1,4—二羟基蒽醌与稀土离子的配位聚合物制备和性质

制备了三价稀土离子Ｌｎ＾３＋（Ｌｎ＝Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｂ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ和Ｙ）与１，４－二羟基蒽醌的配位聚合物，考察了这些配合物的热稳定性、磁性导电性和红外光谱。     

铱(Ir~Ⅲ)-稀土(Ln~Ⅲ)异核配合物发光性能研究

稀土离子(LnⅢ)丰富的4f电子跃迁能级,使稀土发光材料获得重要而广泛的应用.稀土配合物中天线基团的引入,弥补了稀土离子f-f跃迁禁阻而导致吸收较低的不足.而具有三重态吸收的过渡金属配合物作为天线基团,更使稀土离子的激发窗口红移.相关研究具有重要的理论意义和实际应用价值.本文主要综述近年来有关铱(IrⅢ)-稀土(LnⅢ)异核发光配合物方面的研究进展.