四苯乙烯衍生物与大环主体在主客体相互作用下的聚集诱导发光

具有聚集诱导发光性质化合物的发展不仅很大程度上解决了传统有机分子发色团在高浓度、固态或者薄膜等形式的聚集状态下荧光猝灭的问题,而且扩展了有机发色团在荧光探针、传感器以及细胞成像等方面的应用。其中,四苯乙烯及其衍生物作为具有聚集诱导发光性质的典型化合物已被广泛应用在材料化学、生物化学等相关研究领域。受此启发,超分子化学家也将这类具有聚集诱导发光性质的四苯乙烯及其衍生物作为研究对象引入到超分子化学的领域,特别是利用大环主体与四苯乙烯客体通过主客体相互作用有效地限制了荧光客体分子的分子内转动或运动,增强了这类超分子体系的发光强度,并为其在刺激响应性传感器、智能探针等方面提供了新思路。本文总结了近年来涉及四苯乙烯衍生物与大环主体通过主客体相互作用形成聚集诱导发光超分子体系的发展,并按照大环主体进行分类简要介绍其应用。     

四苯乙烯和三苯乙烯修饰的8-羟基喹啉聚集诱导发光特性研究

将2-甲基-8-羟基喹啉与四苯乙烯或三苯乙烯基团结合,合成了两种新型喹啉衍生物(4-Br-TPE-8HQ及TriPE-8HQ),并对其进行了光物理性能研究。结果发现,连接有四苯乙烯的喹啉衍生物能够体现聚集诱导发光(AIE)特性,而连接三苯乙烯的喹啉衍生物却显示温和的聚集诱导猝灭(ACQ)效应,实现了通过功能基团来调节目标分子聚集诱导效应的目的。研究发现,不同体系下分子的整体平面性有所不同,其中三苯乙烯修饰的衍生物在溶液中的荧光寿命(0.55 ns)高于固体荧光寿命(0.43 ns);循环伏安法证明两者具有良好的电化学稳定性,计算得到的4-Br-TPE-8HQ和TriPE-8HQ的LUMO能级分别为-2.40 eV和-2.43 eV,表明为两个化合物注入电子是可行的。     

四苯乙烯衍生物的合成、性能及其对铀酰离子的荧光识别

聚集诱导发光(AIE)效应在铀酰离子痕量检测方面具有广阔的应用前景。本文以四苯乙烯(TPE)为母体,设计合成了一种TPE席夫碱类化合物T2,并对其溶液态和聚集态的光学性质进行了表征。结果表明,T2具有AIE特性。并且,当向T2中加入铀酰离子后,体系荧光发射峰从540nm蓝移到500nm,肉眼可见由黄色到黄绿色的明显颜色变化,表明化合物T2可用于检测水体中的铀酰离子。     

固液态均荧光发射的四苯乙烯基衍生物的合成

为了打破传统荧光材料的聚集荧光淬灭(ACQ)的应用限制,通过共价键连接聚集诱导发光(AIE)分子与平面ACQ分子,可以构建在溶液中和固态下都具有荧光发射特性的化合物。分别通过多步反应合成了带有烷基硫醚的萘酰亚胺衍生物3和连接炔吡啶的四苯乙烯衍生物7。化合物3和化合物7通过酰胺缩合,合成了一种四苯乙烯-萘酰亚胺二联体化合物8,化合物8兼具ACQ和AIE分子的特性。结果表明：溶液状态下化合物8具有蓝色荧光发射,其最大发射峰位于452 nm,固态下为黄绿色荧光,最大发射峰位于487 nm。利用三氟乙酸对其荧光进行调控能够实现CIE色坐标为(0.33, 0.32)的单分子白光发射。     

新型四苯乙烯衍生物的设计合成及其在羧酸酯酶活性分析中的应用

设计合成了一个含有p-乙酰氧基苄基单元的四苯乙烯吡啶盐衍生物,利用羧酸酯酶选择性地切除乙酰基以及所致的连锁反应将其从水溶性吡啶盐结构转为中性吡啶结构,使其聚集,实现荧光“点亮”,从而发展了新型的羧酸酯酶活性分析和抑制剂筛选的荧光探针.     

4,4'-[(2,2-二苯乙烯)-1,1-双(4,1-亚苯基)]二吡啶的合成、表征及其聚集诱导发光性能研究

以提升学生的实验操作及创新能力为目的的综合化学实验，采用简单的2步法（缩合和Suzuki反应）合成了一种具有聚集诱导发光性能的化合物4，4'-[（2，2-二苯乙烯）-1，1-双（4，1-亚苯基）]二吡啶（简称2Py-TPE）。利用过滤、洗涤、萃取、干燥和柱层析等常用的有机分离操作手段对该化合物进行纯化；使用核磁共振仪、高分辨质谱仪、红外光谱仪及稳态瞬态荧光光谱仪对其进行结构表征和聚集诱导发光性能研究。该实验不仅可以促使学生了解以四苯乙烯衍生物为代表的聚集诱导发光材料的研究现状，而且能够培养学生的综合实验能力和科学探究能力。     

四苯乙烯及其衍生物超声辅助合成与光电性能研究

四苯乙烯及其衍生物被广泛报道具有典型的聚集诱导发光(AIE)性能,在有机发光二极管、荧光离子探针、生物化学成像等诸多领域有着广阔的应用前景。以此为背景,可以将相关前沿议题转化为本科综合实验教学方案。本文针对现有的实验教学方案设计进行了探究和改进,在原有使用McMurry偶联反应制备四苯乙烯的实验方案基础上,利用生色团上不同取代基的推拉电子效应设计平行对照试验,合成溴代、甲氧基取代的四苯乙烯衍生物,实现了荧光发射光谱最大峰波长的显著移动,使得在紫外灯下即可观察到荧光从蓝色到黄绿色的变化。利用超声辅助合成的方法,成功将反应时间从原有的6–8 h压缩至2 h,使之更适应本科教学实验所需的时间空间。除光学性能表征外,本实验还综合了循环伏安法表征产物的能带结构。本实验针对原有方案进行了诸多改进,引入平行实验锻炼科学思维、别出心裁地引入超声辅助合成法,极大地缩短了反应时间,展现出较强的前沿性、绿色性和高效性。     

稀土冠醚类配合物的研究 ⅩⅩⅡ.异硫氰酸钪、钇与二苯并24冠8固态配合物的合成及性质

近年来,文献中已有关于冠醚腔径同稀土离子直径相差较大的稀土冠醚配合物的报道[1,2]。为了考查半径较小的稀土离子(Sc、Y)同腔径较大的冠醚之间的配位作用,探讨抗离子配位方式的特殊性,我们在非水介质中合成了腔径大于0.4nm的二苯并24冠8(DB24C8)与钪、钇异硫氰酸盐的固态配合物,并对其组成和有关性质进行了研究。     

基于聚集诱导荧光性质的免标记DNA四链体检测以及凝血酶的传感研究

基于带正电荷硅杂环戊二烯衍生物的聚集诱导荧光性质,利用其与富含G的单链DNA和四链体作用后的荧光强度差别,发展了一种免标记的DNA四链体检测方法,并将该方法应用于凝血酶的荧光分析.     

质子化4,4’-联吡啶盐与二苯并-24-冠-8的包合行为

通过1H NMR, ESI-MS, 紫外-可见光谱等分析手段研究了两个新的质子化联吡啶盐客体与冠醚二苯并-24-冠-8在溶液中和气态下的包合行为. 研究结果表明, 质子化的联吡啶盐与冠醚主要形成1∶1的超分子包合物, 且存在夹心式的几何结构, 双质子化的联吡啶盐比单质子化的联吡啶盐具有更强的结合冠醚的能力, 其缔合常数分别为200, 116 L•mol－1.     

质子化4，4＇-联吡啶盐与二苯并-24-冠-8的包合行为

通过^1HNMR,ESI—MS,紫外-可见光谱等分析手段研究了两个新的质子化联吡啶盐客体与冠醚二苯并-24-冠-8在溶液中和气态下的包合行为．研究结果表明,质了化的联吡啶盐与冠醚主要形成1：1的超分子包合物,且存在夹心式的几何结构,双质子化的联吡啶盐比单质子化的联吡啶盐具有更强的结合冠醚的能力,其缔合常数分别为200,116L·mol^-1．     

压力和酸响应的四苯乙烯修饰喹喔啉类荧光染料的合成与性质研究

合成了新的给受体型四苯乙烯修饰的喹喔啉衍生物BTPQ、DBTPQ和BTBQ.三个化合物表现出不同程度的聚集诱导发光(AIE)行为,当BTBQ (四苯乙烯单元修饰在喹喔啉的2,3-位)的四氢呋喃溶液中含水量达到90%时,其荧光发射强度增加至原来的54倍.此外,固体BTBQ在三氟乙酸蒸气作用下可由淡黄色变成红色,且其蓝绿色荧光被显著猝灭,可见,它可作为传感材料用于酸蒸气的可视化检测.由于连接在喹喔啉5,8-位上的四苯乙烯单元的空阻作用导致BTPQ和DBTPQ不易被质子化,因此,二者对酸不敏感,但是,它们的固态发光颜色在研磨前后发生了明显变化,如,BTPQ在结晶态时发射蓝色荧光,经研磨变成无定形态后,发射蓝绿色荧光, BTPQ和DBTPQ的压致荧光变色行为在研磨、加热/溶剂熏蒸处理下具有可逆性.     

2,5-双(对二甲氨基苯乙烯基)吡嗪的双光子诱导荧光性质

本工作合成了具有D-π-A-π-D对称结构的化合物2,5-双(对二甲氨基苯乙烯基)吡嗪。利用飞秒激光器研究了2,5-双(对二甲氨基苯乙烯基)吡嗪的双光子吸收特性,获得了在820 nm处的最大双光子吸收截面(σ= 212 GM)。荧光发射强度与激发光强平方的线性关系证明了2,5-双(对二甲氨基苯乙烯基)吡嗪的双光子诱导发光机制。     

二咔唑四苯乙烯多功能发光化合物的合成与性能

合成了一种新型的具有压致荧光变色效应的聚集诱导增强发光(PAIE)化合物二咔唑四苯乙烯; 通过核磁共振、质谱和元素分析等手段对其进行了结构表征; 利用紫外吸收光谱、荧光发射光谱、热分析和X射线衍射等手段研究了化合物的基本性能. 实验结果表明, 随着水含量的增加, 该化合物溶液荧光强度增强了171倍, 荧光量子产率提高了100倍, 表现出明显的聚集诱导增强发光效应; 在外界因素作用下该化合物固体样品可实现结晶态与无定形态的相互转变. 结晶态的荧光发射波长为450 nm, 无定形态为480 nm, 相差30 nm, 说明该化合物具有明显的压致荧光变色效应; 将该化合物用于制备发光器件, 未经优化的器件亮度达2438 cd/m², 电流效率为2.87 cd/A, 流明效率为1.81 lm/W. 该化合物是一种多功能材料.     

末端四苯乙烯荧光团标记法研究双亲性嵌段聚合物的自组装行为

以四苯乙烯类分子2-溴-2-甲基-丙酸-3-(4-三苯乙烯基-苯氧基)-丙醇酯(E)作为引发剂,N-异丙基丙烯酰胺和苯乙烯为原料,通过活性自由基聚合,合成了末端具有聚集诱导发光(AIE)活性发光体的双亲性嵌段聚合物G。 详细研究了AIE活性引发剂E和嵌段聚合物G在不同状态下的光物理行为差异。结果表明,在相同浓度条件下,随着温度的升高,引发剂E分散液的荧光强度不断下降。 而嵌段聚合物的荧光强度先上升,当温度超过37 ℃后,嵌段聚合物的荧光强度不断下降。 同样地,通过改变引发剂E和嵌段聚合物G在四氢呋喃和水混合溶剂中的浓度发现,随着浓度的减小,引发剂E的荧光强度不断下降,而嵌段聚合物分散液在改变分散液浓度时荧光强度的变化规律和改变温度时荧光强度的变化趋势相似。 通过监控双亲性嵌段聚合物末端挂接的AIE活性发光分子发光性质的变化可以间接表征其聚集态结构的变化。     

基于六苯基苯骨架四苯基乙烯衍生物的合成及聚集诱导发光性质研究

设计合成了三个基于六苯基苯骨架结构的四苯基乙烯衍生物HPB-nTPE (n=2, 4, 6), 它们的分解温度均在440 ℃以上, 具有很好的热稳定性. 研究了化合物的均相溶液、聚集体以及固体粉末的光物理性质. 该类化合物具有典型的聚集诱导发光性质, 在均相溶液中几乎不发光, 而形成聚集体后发出明亮的蓝绿色荧光, 荧光量子产率分别为0.37, 0.36和0.37, 与均相溶液中相比增强了400多倍. HPB-nTPE固态呈无定形结构, 荧光量子产率分别为0.39, 0.36和0.36, 约为固态四苯基乙烯的1.8倍. HPB-nTPE的聚集态和固态的高发光量子产率来自两方面的贡献, 一是凝聚态抑制了四苯基乙烯基团中苯环的自由旋转引起的激发态非辐射跃迁, 另一方面是星形刚性六苯基苯骨架进一步抑制了凝聚态分子内和分子间四苯基乙烯基团π-π堆积引起的激发态非辐射跃迁过程, 从而提高了四苯基乙烯基团的辐射跃迁效率. 本研究对高效有机光功能材料的发展有重要意义.     

四-(4-氨基苯)乙烯的合成及溶剂/pH双重响应聚集发光行为

以二苯甲酮为原料,经McMurry、硝化、还原反应合成了化合物3,总收率为59%,其化学结构经¹H NMR和¹³C NMR确证。进一步采用紫外可见吸收光谱和荧光光谱对3在溶液中的聚集发光行为进行研究,结果表明：化合物3具有可逆的溶剂/pH双重响应聚集诱导发光(AIE)特性,主要是由于其在溶液中的聚集状态发生变化。      

荧蒽修饰的四苯基乙烯衍生物:分子合成、聚集增强荧光特性及其对苦味酸的高灵敏度检测

由于聚集体和固态发光量子效率高等优点,因此聚集诱导发光（AIE）材料成为光电功能材料研究领域的热点,拓展AIE分子体系始终是这一领域中的关键和基础的科学问题.通过Suzuki-Miyaura偶联这一条件较为温和的反应,将AIE生色团四苯基乙烯（TPE）与荧蒽直接共轭键接,制备得到单荧蒽和双荧蒽修饰的TPE衍生物TPE-FA与TPE-DFA,它们具有聚集增强荧光（AEE）行为,聚集体发射峰值波长分别在477和494 nm,固体薄膜的绝对荧光量子产率高达74.1%和40.4%.它们可以高灵敏地检测苦味酸,荧光猝灭常数大,检出限低于1 μg·g^-1.这两种AEE分子可望用于其它多硝基取代的芳香类吸电子分子的检测.     

聚-4-偶氮磺酸基苯乙烯与四-(三甲氨基苯基)-卟啉的自组装膜及其光电转换性能

聚-4-重氮基苯乙烯(PDS)在碱性水溶液下通过与Na₂SO₃反应,制备了聚-4-偶氮磺酸基苯乙烯(PDSS).作为负离子聚电解质PDSS能与四-(三甲氨基苯基)-卟啉(TTMAP)通过离子相互作用进行层-层自组装.光照下该组装膜中的离子键转变为共价键,结果是组装膜对极性溶剂和盐水溶液变为非常稳定,从而能直接在KCl水溶液中测定其光电流.结果表明,该组装膜具有良好的光电转换性质.     

一种基于“聚集诱导发光+激发态分子内质子转移”机制的苯并噻唑衍生物荧光探针及其对次氯酸根的识别

合成了一种基于苯并噻唑衍生物的荧光探针(Z)-O-(2-(苯并[d]噻唑-2-基)-4-(2-氰基-2-(4-氰基苯基)乙烯基)-6-甲基苯基)二甲基硫代氨基甲酸酯(HBTY-N),探针在Tris溶液(p H=7)中能够通过荧光“Off-On”变化,高选择性识别Cl O-.向该探针中加入ClO^-后溶液由无荧光变为橙红色荧光,斯托克位移为235nm,且识别响应快速.探针HBTY-N对ClO^-的检测限为2.127×10-7 mol/L, pH适用范围为1～10,并且有较强的抗干扰能力.机理研究表明,在ClO^-的作用下,探针通过“氧化去保护”机制释放出具有“聚集诱导发光+激发态分子内质子转移(AIE+ESIPT)”性质的荧光团(Z)-4-(2-(3-(苯并[d]噻唑-2-基)-4-羟基-5-甲基苯基)-1-氰基乙烯基)苄腈(HBTY),量子产率由0变为42.88%.此外,探针HBTY-N可对活细胞中ClO^-进行荧光成像,且对细胞毒性低,还可用于实际水样中的ClO^-检测,具有潜在的应用...