新型BODIPY荧光染料的合成及光谱性质研究

传统的BODIPY荧光染料具有荧光量子效率高、摩尔消光系数大、紫外吸收和荧光发射峰窄等优点,然而这类荧光染料普遍存在荧光发射波长短和Stokes位移小的缺点,因而限制了它们在体内生物传感及成像方面的广泛应用。为了得到荧光发射波长较长和Stokes位移大的BODIPY荧光染料,以BODIPY母核为基本结构,通过在它的8位连接吸电子性质的酯基来增加分子内电荷转移程度,同时在其3,5位引入供电子的芳香取代基增加分子的π共轭结构,合成得到了一类8位酯基取代的新型BODIPY荧光染料。所得到的新型BODIPY荧光染料的化学结构经过1H NMR, 13C NMR和HR-MS得以确认。光谱测试结果表明,这类染料的紫外吸收光谱(λ_abs=536 nm)和荧光发射光谱(λ_em=592 nm)与普通的BODIPY相比都发生显著红移(80 nm),并且保持了较高的荧光量子效率(Ф=0.43)。此外,这类BODIPY荧光染料的紫外可见吸收光谱和荧光发射光谱几乎完全分开,Stokes位移长达60 nm,可以有效地避免自吸收和生物样品的背景干扰。密度泛函理论计算结果表明,这种相对较大的Stokes位移主要是由于染料分子在基态和激发态下不同的几何构型所造成的。该类化合物的光物理性能受溶剂的影响小,是一类性能优良的新型荧光染料。细胞成像结果表明,染料1具有良好的细胞渗透性和光稳定性,可以实现对细胞的荧光成像。     

树形分子包覆的ZnS量子点对潜指纹的荧光标记成像研究

在Zn2+离子与聚酰胺-胺(PAMAM)树形分子配位的基础上,制备了稳定的PAMAM树形分子包覆的ZnS量子点(quantum dots,QDs),并用紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和荧光发射光谱进行了表征。结果表明,Zn2+离子能与PAMAM树形分子发生配位络合作用,且饱和配位时间为6h;在波长365nm紫外光的激发下,PAMAM树形分子包覆的ZnS量子点发射出明亮的蓝色荧光,荧光发射峰约位于450nm。最后,将得到的PAMAM树形分子包覆的ZnS量子点纳米复合材料应用于锡纸上潜指纹的荧光标记成像研究,发现指纹可以被清晰识别,呈现明亮的蓝色荧光指纹。     

新型蓝紫光荧光分子N2-烷基-1,2,3-三氮唑的光谱性质

采用对甲苯磺酸催化合成N¹-烷基-1,2,3-三氮唑和N²-烷基-1,2,3-三氮唑。两种产物均有紫外吸收,但只有N²-烷基-1,2,3-三氮唑有荧光。研究了在N²位和C⁴位引入不同取代基后化合物的紫外可见吸收光谱和荧光激发发射光谱。结果表明,N²位是甲苯基或C⁴位是吸电子取代基的荧光强度最高,荧光量子产率高达79%,调节C⁴位取代基可以更好地提升荧光性能（荧光发射波长300~440 nm,Stokes位移49~70 nm）。N²-烷基-1,2,3-三氮唑良好的蓝紫光荧光性能使其具有潜在应用价值。     

CdS量子点的酿酒酵母仿生合成及光谱表征

以酿酒酵母为载体,常温下利用仿生法成功合成了CdS量子点。荧光发射光谱、紫外吸收光谱以及荧光显微镜照片证明,该方法合成的CdS量子点的荧光发射峰位置在443nm,在紫外灯下能发蓝绿色荧光。透射电子显微镜(TEM)表征结果表明,该仿生法合成的CdS量子点为六方纤锌矿结构。以荧光发射和紫外吸收光谱为性能指标,考察了酿酒酵母生长时期、Cd2+的反应浓度以及反应时间等条件对合成CdS量子点的影响。当酿酒酵母处于生长稳定期初期时,与浓度为0.5mmol.L-1的Cd2+共培养24h后所合成的CdS量子点荧光最强。实验中观察到,换液培养可有效提高酿酒酵母合成CdS量子点的产量。     

2,7-二(3-(氰基)苯基)-9,9-二乙基芴的合成、晶体结构及光学性质(英文)

合成了一种新型的芴类衍生物2,7-二(3-(氰基)苯基)-9,9-二乙基芴。通过元素分析、红外(IR)、核磁共振(1H NMR)以及X射线单晶衍射对其组成和结构进行了表征。结果表明该化合物属于正交晶系,P空间群,晶胞参数:a=1.380 0(3)nm,b=2.230 6(4)nm,c=0.726 33(15)nm,α=β=γ=90°,V=2.235 8(8)nm3,Z=4,F(000)=896,μ=0.073 mm-1,S=1.013,R=0.046 9,wR=0.104 2。同时,我们对该化合物的紫外-可见吸收光谱和荧光光谱做了研究。在室温下,当激发光波长为330 nm时,该化合物的固态薄膜发射强烈的蓝色荧光,其发射波长为408 nm。此芴类衍生物在CH2Cl2溶液中的荧光量子效率为0.64,在固态薄膜中的斯托克斯位移为56 nm。该化合物有望成为一种优良的蓝色发光材料。     

脱氢枞酸基D-A型分子的合成、空间构型及光谱性能

对三苯胺进行溴代和C-N偶联反应合成4-萘基三苯胺(a),对脱氢枞酸进行酯化、溴代、硝化、还原和C-N偶联反应合成13-[N,N-(4-萘基苯基)-苯基]胺基-脱异丙基脱氢枞酸甲酯(b)及13-[N,N-双(4-萘基苯基)]胺基-脱异丙基脱氢枞酸甲酯(c)两个化合物,通过1H MNR,13C MNR及MS对化合物的结构进行表征。为了研究化合物结构与光谱性能之间的关系,首先利用Gaussian 09程序采用密度泛函DFT/B3LYP方法,对三个化合物的空间构型进行全优化,得到它们的键长、键角和二面角,对比发现脱氢枞酸骨架和萘环的引入会影响化合物的共平面性,而萘环的引入会增大化合物的共轭程度。光谱性能方面,研究了三种化合物在甲醇、二氧六环、四氢呋喃、二氯甲烷和环己烷这5种极性逐渐减小的溶剂中的荧光发射光谱和紫外吸收光谱。结果表明,在荧光光谱中,化合物a,b和c在不同极性溶剂中最大荧光发射波长均有不同程度位移,在甲醇中最大,在环己烷中最小,但是位移并非随着极性的增大而只发生红移,在二氯甲烷、四氢呋喃和二氧六环3种极性依次增大的溶剂中,a,b,c的荧光发射波长均随着溶剂极性的增大而发生较大程度的蓝移;在同一溶剂中,化合物b和c相对于a的荧光发射波长依次发生红移,c的红移程度与b差距不大。紫外吸收光谱中,三个化合物在不同极性溶剂中的最大吸收波长也有差异,在200～250 nm区间,三个化合物均在二氯甲烷中有较大位移,在300～350 nm区间,在甲醇中位移较大,而在250～300 nm区间,最大吸收波长差别不大;在同一溶剂中,它们在300～350 nm区间的最大吸收波长差别较大,化合物c较a红移26 nm。结合结构优化所得数据可以证明,化合物的共轭程度对荧光发射光谱和紫外吸收光谱均有影响,而共平面性对荧光发射光谱影响较大。化合物a,b和c在不同极性溶剂中荧光发射光谱和紫外吸收光谱的较大变化,表明它们有明显的溶致变色行为,具有作为分子探针探测外部环境极性大小的潜能。     

四取代酞菁金属配合物的紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱研究

报道了16种含哌嗪或含哌啶四取代酞菁金属配合物{R4PcM,R=2-[4-(2-磺基乙基)哌嗪-1-基]乙氧基(SPEO—)、2-(哌啶-1-基)乙氧基(PEO—);取代位置分别在α位和β位;M=Zn(Ⅱ),Ni(Ⅱ),Co(Ⅱ), Cu(Ⅱ)}的UV-Vis吸收光谱和荧光发射光谱的测定,探讨了中心金属离子、取代基种类及其取代位置、溶剂等因素对酞菁金属配合物UV-Vis吸收光谱和荧光发射光谱性质的影响。结果表明:R4PcM的Q带λ_max落在681～718 nm范围内,与相同中心金属离子的无取代酞菁金属配合物(669～671 nm)比较都发生了不同程度的红移,荧光发射光谱与UV-Vis吸收光谱呈镜像关系,特别的是两种β位取代中心金属离子为Zn(Ⅱ)的酞菁金属配合物[β-(SPEO)₄PcZn,β-(PEO)₄PcZn]具有极高的摩尔消光系数、较大的荧光量子产率和较长的荧光寿命,有望开发成新型的光动力诊疗用光敏剂。     

铕与苯甲酸及其衍生物配合物的光谱分析

合成了铕与苯甲酸及其衍生物(苯甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、水杨酸、邻氨基苯甲酸、磺基水杨酸)的二元配合物.经元素分析确定其组成式.研究了它们的红外吸收光谱、紫外吸收光谱及荧光光谱.紫外光谱的研究表明,配合物的紫外吸收主要表现为配体的吸收.红外光谱的研究表明,配合物的红外光谱不同于自由配体的红外光谱,证明了稀土与有机物形成了配合物.荧光光谱的研究表明,其中铕与苯甲酸、邻苯二甲酸及间苯二甲酸形成的配合物表现出铕的特征荧光.其中以苯甲酸铕的发射峰最强,最强发射峰位于λ=618nm处,显示铕的红光特征;而铕与磺基水杨酸、邻氨基苯甲酸、水杨酸的配合物却主要表现出配体的宽带发射,其中邻氨基苯甲酸铕分别在λ=399,452,547nm处有三个弱的发射峰,磺基水杨酸铕也只在λ=407nm处有一宽发射峰,未显示出铕的红光特征.     

新型双噻吩衍生物的合成、晶体结构及光谱性能

通过Suzuki偶联反应,用不同基团对双噻吩原料上的溴原子进行取代后合成了一系列双噻吩衍生物:3-(5′-溴-[2,2-双噻吩]-5-基)吡啶(Dt-1)、5,5-双(吡啶-3-基)-2,2-双噻吩(Dt-2)、5-(3,5-双(三氟甲基)苯基)-2,2-双噻吩(Dt-3)、5,5-双(3,4,5-三氟苯基)-2,2-双噻吩(Dt-4)。通过红外光谱(IR)、质谱(MS)、核磁共振氢谱(~1H NMR)及单晶X射线衍射对其结构进行了表征。通过紫外-可见吸收光谱和荧光光谱研究了其发光性能。结果表明,在CH_2Cl_2溶液中,化合物Dt-1在349 nm激发光作用下在390～470 nm区域有较强的双荧光发射行为,两个最大发射峰分别为403 nm和422 nm;化合物Dt-2在372 nm激发光作用下在400～480 nm区域即紫色和蓝色光区有较强的双荧光发射行为,最大发射峰分别为430 nm和440 nm;化合物Dt-3在349 nm激发光作用下在418 nm处有最强的荧光发射;化合物Dt-4在371 nm激发光作用下于436 nm处有最强的荧光发射。由于双噻吩共轭结构中引入的吸/给电子基团增加了π电子的流动性以及共轭程度,增强了分子间的相互作用力,振动弛豫现象以及斯托克斯位移(Stokes shifts)的产生引发的能量损失导致最大吸收峰向长波方向移动。     

新型蓝光材料9,9'-联蒽衍生物的合成及其光电性能

通过引入不同的取代基,采用Suzuki偶联反应,合成了一系列9,9'-联蒽衍生物新型蓝光材料,并研究了它们的紫外-可见吸收、荧光发射、荧光量子效率和电化学等性能.研究结果表明,这些化合物在二氯甲烷中均发射蓝色荧光,与9,9'-联蒽相比,其荧光发射峰均红移了7 nm,达到453 nm,是典型的蓝色荧光,同时也具有较高的荧...     

谷胱甘肽包被的CdSe/CdS量子点的直接水相制备及其对人血淋巴细胞的标记成像

首次用谷胱甘肽(GSH)作为稳定剂,在水溶液中制备了稳定地发射绿色荧光和橙色荧光的两种 CdSe/CdS核/壳结构的纳米量子点。用紫外-可见分光光度和荧光光谱方法研究了CdSe/CdS量子点的发光特性。透射电镜(TEM)结果表明CdSe/CdS量子点近似球形,在水中分散性良好,比CdSe量子点具有更优异的发光特性,发射光谱和吸收光谱都有红移现象。将CdSe/CdS量子点与鼠抗人CD3抗体连接,制备了水溶性CdSe/CdS-CD3复合物探针,对人血淋巴细胞进行标记和成像。结果表明用该探针对人血淋巴细胞成像清晰,其荧光在30 min的连续蓝光激发下无明显衰退,而FITC荧光在20 min内基本完全猝灭。     

氧氟沙星的荧光光谱与质子化作用研究

研究了氧氟沙星(Ofloxacin,OFL)在不同pH条件下的荧光光谱、紫外光谱和质子化作用。在强酸性溶液中,OFL分子可以结合两个质子而以三元酸H₃L2+的形式存在,最大荧光发射波长(λ_max)为505 nm。随着pH值升高,OFL的荧光光谱发生变化,在激发光谱中352 nm 形成一等荧光点,同时在紫外吸收光谱中出现等色点,这一光谱特征表明H₃L2+逐渐失去4位C羰基氧结合的质子。在pH 2.5～4范围内,OFL以H₂L+形式存在,λ_max为499 nm。当pH＞4时,随pH值升高,位于499 nm 的荧光发射峰逐渐蓝移至455 nm,在484 nm形成一等荧光发射点,表明C-3位羧基质子的离解。在pH 7左右,OFL以双极离子HL形式存在,λ_max为455 nm,是最强的荧光型体。当pH＞8时,随pH值升高,λ_max由455 nm红移至约475 nm,同时荧光强度下降,表明HL失去哌嗪环N-4上结合的质子。当pH＞10时,OFL以阴离子L-形式存在, 荧光强度随pH值升高而降低,但λmax基本不变,表明介质环境对OFL的荧光性质有一定影响。     

2, 6-双(2-苯并咪唑)吡啶-乙酸锌的合成和光谱性能

合成了一种新型的蓝光发射材料2,6-双(2-苯并咪唑)吡啶-乙酸锌,并利用元素分析、红外光谱、UV-Vis吸收谱、荧光激发光谱和荧光发射光谱研究了其结构、光学特性、能级结构和发光机理。结果表明,2,6-双(2-苯并咪唑)吡啶-乙酸锌是一种三齿配体的发光材料。在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液体系中测定了材料的紫外吸收光谱,2,6-双(2-苯并咪唑)吡啶的吸收峰波长主要为330,344nm;2,6-双(2-苯并咪唑)吡啶-乙酸锌的吸收峰波长主要为346,366nm。禁带宽度为3.01eV,在紫外光激发下,在DMF溶液体系中的荧光发射峰在458nm处,固态荧光发射峰在475nm,均为蓝色荧光,色纯度高,荧光量子效率高,其荧光发射主要来源于长波吸收带,最大波长吸收带对荧光发射贡献最大。有望通过合理的设计运用到有机电致发光器件中去。     

含CsPbBr_3钙钛矿量子点的硅酸盐基氟氧化物玻璃陶瓷的制备及其发光性能

采用热处理烧结方法制备了含CsPbBr_3钙钛矿量子点的硅酸盐基氟氧化物玻璃陶瓷(SiO_2-Al_2O_3-Li_2O-AlF_3-LiF)。通过X射线衍射分析了玻璃的自析晶现象与量子点生长之间的关系;TEM透射电镜分析了量子点的形貌特征;荧光光谱、吸收光谱和CIE色坐标等表征分析了量子点的发光特性。结果表明,最佳条件制备得到的含CsPbBr_3量子点的玻璃陶瓷材料可实现512 nm强绿光发射,半峰宽22.80 nm。将该玻璃陶瓷与365 nm紫外芯片封装构建绿光发光二极管(LED),有望替代绿色荧光粉成为新型固体发光领域的关键材料。     

己氧基对含二苯乙烯基发色团化合物荧光性能的影响

合成了两种新型甲基丙烯酸酯类化合物：4-甲基丙烯酰氧基-4’-硝基二苯乙烯(NS)和4-甲基丙烯酰氧己氧基-4’-硝基二苯乙烯(HNS),通过红外光谱、核磁、高效液相色谱、紫外吸收光谱等对化合物结构进行了表征。研究了两化合物的荧光发射光谱,考察了浓度、溶剂极性等对化合物荧光发射光谱的影响。结果表明,化合物NS、HNS均存在浓度自猝灭效应,其荧光最大发射波长均随着溶剂极性增大而红移;且HNS由于供电子己氧基的引入在分子内形成了推-拉电子结构,使得其荧光最大发射波长较NS红移了72nm,化合物在DMF溶液中产生的荧光由黄光转变为橙红色光。     

含氮配体构筑的单核锌Zn(Ⅱ)/双核Cu(Ⅰ)配合物蓝光材料的结构和荧光性能研究

采用溶剂热法合成出单核Zn(Ⅱ)配合物[Zn(2,6-PDA)(phen)H₂O]·H₂O (1)和双核Cu(Ⅰ)配合物{[Cu(μ-Ⅰ)(phen)H₂O]·H₂O}₂ (2) (2,6-H₂PDA=2,6吡啶二甲酸,phen=1,10-邻菲罗啉),通过单晶结构测试、元素分析和红外吸收光谱对结构进行表征,并研究了两种配合物在二甲基亚砜(DMSO)中及固态时的荧光光谱及DMSO溶液中紫外可见吸收光谱。配合物1和2的最大吸收峰分别出现在253和242 nm附近,相比于配体吸收峰均发生红移,在1和2中,主要呈现出中心金属离子微扰的phen的π→π*的跃迁,且吸收强度强于phen,说明中心金属离子与phen配位后,增加了有机配体在紫外区的吸收,利于配体对能量的吸收。1在DMSO溶液中的荧光发射峰位于361,379和392 nm,在固态时的荧光发射峰为407,434和467 nm,2在DMSO溶液中的荧光发射峰出现在422,443和461 nm,固态时荧光发射峰在442,469,501 nm,均呈现蓝光发射。配合物1和2的固态荧光发射光谱与相应的DMSO溶液中的发射峰相比分别红移55和23 nm,这是由于在固态时配合物1和2的分子中的π—π堆积相互作用和分子间的相互作用,特别是配合物2中存在强烈的Cu(Ⅰ)…Cu(Ⅰ)相互作用,降低了体系前线轨道之间的能量差。     

PAMAM 树枝状大分子的紫外及荧光性质研究

以乙二胺为核,通过迈克尔加成反应和酯胺解反应这两个重复的步骤,合成了0.5～5.0代PAM-AM树枝状大分子,使用氢核磁共振波谱(1 H NMR)、碳核磁共振波谱(13 C NMR)和质谱(MS)等证明了树枝状大分子的结构。同时对不同代数树枝状大分子的紫外及荧光性质进行了研究,发现整代树枝状大分子和半代树枝状大分子由于端基的不同,从而表现出不同的紫外吸收峰位,而紫外吸收强度与树枝状分子的分子骨架有密切的关系。虽然没有传统的荧光发射基团,但PAMAM树枝状分子却表现出特有的荧光现象,本文对PAMAM树枝状分子的荧光性质的影响因素进行了详细的研究。     

环丙沙星的光谱性质、质子化作用与荧光量子产率

研究了环丙沙星(ciprofloxacin, CIP)在不同pH条件下的荧光光谱、紫外吸收光谱和质子化作用,测量了CIP在中性条件下的荧光量子产率。在H+浓度大于1 mol·L-1的HCl介质中,CIP分子(简写为HL)可以结合3个质子而以H₄L3+形式存在,有微弱的荧光,最大荧光发射波长(λ_ｍａｘ)为456 nm。在pH 0～2的酸性条件下,CIP主要以H₃L2+形式存在,λ_ｍａｘ为450 nm,荧光较弱,荧光强度随pH的升高而上升。在pH 2～4时,CIP主要以H₂L+形式存在,具有强荧光,λ_ｍａｘ仍为450 nm。当pH＞4时,λ_ｍａｘ逐步蓝移到414 nm,荧光强度随pH的升高而稍有降低,同时紫外吸收光谱也有明显变化,表明H₂L+随pH升高而失去质子,以双极离子HL形式存在。当pH＞8时,荧光强度随pH升高而减弱至消失,表明HL逐步失去质子,转化为无荧光的阴离子L-。在分子形态变化过程中,最大荧光激发波长始终在275 nm附近,但最大荧光发射波长有较大变化。在pH 7.0的缓冲溶液中,以硫酸奎宁为参比,测得CIP在最大荧光激发波长275 nm处的荧光量子产率为0.12。     

金纳米薄膜的荧光光谱特性

采用电化学方法制备了胶体盒纳米球状颗粒,并利用自组装方法在石英玻璃村底上镀制了金纳米薄膜。在室温下测得其紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱。在吸收光谱中观察到两个吸收峰,其中610nm、处的吸收峰来源于凝聚金纳米颗粒纵向的表面等离子体共振。在荧光发射光谱中也观察到与纵向表面等离子体共振有关的长波段的发射峰。增加激励光强度或增加薄膜中金粒子散密度都将导致新荧光发射峰的产生．这表明金纳米薄膜中存在循环多重散射,并由此引发了荧光发射峰数目和强度的变化。     

新型吡唑啉类荧光化合物的合成及光谱分析

吡唑啉衍生物作为荧光增白剂具有优良的性质,已被广泛应用于染料工业。根据Schellhammer化学结构与荧光性的经验,在吡唑啉环的1-位引入苯并噻唑基,3-位引入吲哚基,5-位引入苯基衍生物,设计并合成了六种新的吡唑啉衍生物,并且通过红外光谱、1H NMR谱、质谱和元素分析进行了确证。化合物的荧光性能测定结果显示此类化合物具有良好的荧光性,均可吸收353 nm左右紫外光,最大发射波长在430～443 nm之间,是一类很有发展前途的蓝紫色荧光化合物。荧光最大发射波长和荧光强度与取代基有关,在苯并噻唑上引入6-Br基团,化合物的荧光发射波长发生蓝移,且强度增大;而引入CH₃基团,化合物的荧光发射波长发生红移,且强度降低。取代基和溶剂极性对荧光量子产率的影响较小。荧光相对强度与荧光量子产率没有直接关系。