1,3,4-噁二唑衍生物的双光子吸收和双光子泵浦荧光

依据“推电子基-共轭中心-拉电子基-共轭中心-推电子基”的模型将电荷传输型1,3,4-噁二唑环嵌入芳香共轭体中, 通过Wittig-Horner反应合成了2种对称型强双光子吸收和双光子诱导荧光分子2,5-二[4-(2-芳基乙烯基)苯基]-1,3,4-噁二唑. 它们的氯仿溶液在锁模Nd: YAG激光器800 nm激光照射下, 发射出很强的双光子上转换荧光, 其最强荧光分别在波长507和475 nm. 采用非线性透过率法测得其双光子吸收截面分别为1.07×10^－46和6.6×10^－47 cm⁴•s•photon^－1. 这2个对称型D-π-A-π-D生色分子从激发端基到π共轭桥的有效能量传输, 对双光子吸收和双光子荧光发射能力贡献较大.     

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.     

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.     

双枝[1,3,4]-噁二唑衍生物的合成与荧光性质

通过Wittig反应和Heck反应合成了三个双枝噁二唑衍生物: N-{{{3,5-二-[5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-2]-苯基}-E-乙烯基}-4-苯基}二苯胺(BBOD-2), N,N-双{{{3,5-二-[5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-2]-苯基}-E-乙烯基}-4-苯基}苯胺(BBOD-3), N,N,N-三{4-{2-{3,5-二-[5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-2]-苯基}-E-乙烯基}苯基}胺(BBOD-4). 化合物结构经过红外光谱、核磁共振谱、质谱和熔点确证, 测定了它们在不同溶剂中的紫外光谱和单光子荧光光谱. BBOD-1, BBOD-2, BBOD-3, BBOD-4在二氯甲烷中的最大吸收峰分别位于295, 390, 398和408 nm; 最大发射峰分别为360, 486, 483和487 nm. 讨论了Stokes位移与溶剂极性的关系.     

新型1,3,4-噁二唑衍生物的合成与性质研究

研制高效载流子传输材料是提高有机电致发光器件性能的关键. 采用对酯对二酰氯(5)与含不同链长烷氧取代基的苯甲酰肼(2)缩合制备了一系列腰接羧基1,3,4-噁二唑衍生物, 即1,4-二[5-(4-烷氧基苯)-1,3,4-噁二唑基]-2,5-二羧基苯(7; 烷氧基＝OCnH2n＋1; n＝8, 12, 16), 并采用UV-vis吸收和荧光光谱对合成物进行了表征. 结果表明: 7的分子结构中羧基的横向引入, 对化合物的光物理性质和能带结构产生较大影响. 这些噁二唑化合物的LUMO及HOMO值分别介于－3.62与－3.58 eV之间及－6.94与－6.90 eV之间, 说明它们可能具有良好的电子传输性.     

多枝[1,3,4]-噁二唑衍生物的双光子吸收和光功率限幅特性

采用非线性透过率法测定了多枝[1,3,4]-噁二唑衍生物的双光子吸收性质. 测定了化合物的单光子荧光光谱和双光子荧光光谱, 在800 nm波长的激光激发下, 9-乙基-3,6-双{5-(4-叔丁基苯基)-[1,3,4] 噁二唑-2-苯乙烯基}-咔唑(3)和三-{5-(4-叔丁基苯基)-[1,3,4] 噁二唑-2-苯乙烯基-4-苯基}-胺(4)能够发出很强的蓝色和黄绿色双光子上转换荧光, 荧光峰分别位于485和547 nm. 这些多枝结构化合物的双光子吸收截面较大(数值超过104 GM), 并具有很强的光限幅效应. 多枝分子中重复单元的推拉电子结构和协同效应有效地增强了分子的双光子吸收性质.     

4,5-二苯基噁唑的荧光性能研究

荧光是物质从激发态失活到多重性相同的低能状态时所释放的辐射.自二十世纪初以来,有机荧光材料广泛用于纺织、塑料着色及印刷颜料,此外它在药物学、生物学、环境科学、信息科学方面都有广阔的应用前景.     

新型含异噁唑环1,3,4-噁二唑啉衍生物的合成

以N-羟基-4-甲氧基苯甲醛肟氯化物为原料,经两步反应制得3-对甲氧基苯基-5-甲基-异噁唑-4-甲酰肼(3);3依次经缩合和环合反应合成了一系列新型的2-芳基3-乙酰基-5-(3-对甲氧基苯基-5-甲基-异噁唑-4-基)-Δ4-1,3,4-噁二唑啉衍生物,其结构经~1H NMR,13C NMR,IR,MS(EI)和元素分析表征。     

三芳基吡唑啉噁二唑类衍生物的合成及其荧光光谱研究

提出了一种新的合成1,3,4-噁二唑化合物的方法,并通过Wittig反应将其与1,3,5-三芳基-2-吡唑啉相连合成了6种新的三芳基吡唑啉噁二唑类化合物.用红外光谱、质谱、核磁共振谱和元素分析对合成化合物进行了结构表征.用荧光光谱仪对它们的荧光性能进行了测试,测试结果表明目标产物具有良好的荧光性,其荧光发射波长均在437～511nm范围内,荧光量子产率最大可达0.36.     

电催化合成2,5-二取代1,3,4-噁二唑衍生物

1,3,4-噁二唑作为一种多杂原子的五元杂环类化合物,不仅具有抗炎、抗肌醇和抗惊厥等生物活性,而且是一种重要的有机合成中间体,对其进行合成研究具有重要意义.利用廉价易得的醛和酰肼作为原料,在电催化条件下,一步合成非对称的2,5-二取代1,3,4-噁二唑衍生物,收率良好.其结构经IR、¹H和¹³CNMR、HRMS等进行了确证.该反应条件温和,原子经济性高,底物范围广,为构建1,3,4-噁二唑骨架提供了一种绿色、可持续的合成途径.     

三苯胺-吡啶衍生物的三光子吸收及光限幅特性

合成了3个三苯胺-吡啶衍生物4-乙烯基吡啶-4'-(N,N-二苯胺基)苯(PPAB)、三[4-(4-吡啶乙烯基)苯]胺(TPPA)和4-(对-甲基-乙烯基吡啶碘盐)-4'-(N,N-二苯胺基)苯(PBPI),研究了它们的单光子荧光和三光子荧光性质.在1310nm飞秒激光激发下,化合物PPAB,PBPI and TPPA在二氯甲烷溶液中发出很强的三光子上转换荧光,荧光峰分别位于648,625,696nm.用飞秒Ti:Sapphire激光器非线性透过率法测得3个化合物在1310nm三光子吸收截面分别为1.91×10-79,3.46×10-79,3.64×10-79cm6·s2,它们具有很强的三光子吸收和光限幅效应.     

芳杂环推拉型大分子的多光子上转换荧光性质

用Wittig反应和Heck反应制备了2个新的芳杂环推-拉型荧光大分子聚[(2,5-二苯撑-1,3,4-噁二唑)-4,4'-乙烯撑-交替-N,N'-二(4-苯乙烯撑)]苯胺(P1)和聚[(2,5-二苯撑-1,3,4-噁二唑)-4,4'-乙烯撑-交替-N-乙基-3,6-咔唑乙烯撑](P2). P1和P2的分解温度分别为373和412 ℃, 热稳定性良好. 电化学性能用循环伏安法测定. P1和P2的最高占有分子轨道(HOMO)能级分别为-5.39和-5.81 eV, 最低未占有分子轨道(LUMO)能级分别为-2.81和-3.09 eV. 用飞秒Ti:Sapphire激光器测定了P1和P2的三光子和双光子上转换荧光光谱. 在1250 nm波长激发下, 在四氢呋喃溶液中P1和P2的三光子荧光发射峰分别位于510和491 nm. 在800 nm波长激发下, 在四氢呋喃溶液中P1和P2的双光子荧光发射峰分别位于511和495 nm. 在四氢呋喃溶液中大分子P1和P2单光子荧光发射峰分别位于503 和475 nm, P1和P2的荧光量子产率分别为0.80和0.31. 研究了多光子荧光发射过程的溶剂效应. 结果表明, 溶剂极性增大, P1和P2的多光子荧光发射波长明显红移.     

Spectroscopic Properties and Three-photon Absorption Induced Optical Limiting of Series of Novel Nonlinear Chromophores

Three novel nonlinear chromophores with symmetric D-π-D molecular structure and extended conjugated length were synthesized. Solvatochromism analysis shows great symmetric intramolecular charge transfer occurring in chromophores by the enhancement in the dipole moment between the ground and excited states. The properties of optical power limiting induced by three-photon absorption (3PA) are demonstrated. Large 3PA coefficients and the corresponding molecular cross sections as high as 10-74 cm6s2 were obtained for nanosecond laser pulses at 1.06 μm from nonlinear transmission measurements.     

等离子体增强上转换发光及其应用

稀土上转换纳米材料（UCNPs）是一类在近红外光激发下发出可见光的纳米材料。与有机荧光染料、量子点等发光材料相比,UCNPs具有化学稳定性高、光稳定性强、荧光寿命长、反斯托克斯位移大、发光谱带窄和光穿透深度大等诸多优点,在生物成像、传感器、激光器、光动力疗法和太阳能电池等领域有潜在的应用价值。但是由于UCNPs激活离子的吸收截面太小,导致其发光效率偏低,限制了UCNPs的进一步应用。因而如何提高上转换发光强度成为当前的研究热点。针对上述问题,本文系统阐述了金属表面等离子体共振（SPR）增强上转换发光领域的研究进展。首先介绍了SPR增强上转换发光的三种机制,随后重点介绍了化学法和物理法这两种SPR-UCNPs体系的构建方法以及其在太阳能电池、生物成像、生物检测、光热治疗和光催化等领域的应用。文章最后指出了SPR增强上转换发光领域存在的不足和未来的研究方向。     

Y(OTf)3‐Catalyzed,One‐Pot Synthesis of 1,2,4‐Oxadiazole Derivatives

Direct one‐step synthesis of 1,2,4‐oxadiazole from ketones, nitriles, and nitric acid is described using yttrium triflate [Y(OTf)₃] as the catalyst. The salient features of this method include a simple procedure, mild condition, easy purification, and good yields.     

Synthesis, Structure of a Symmetrically Substituted Stilbene with Strong Two-photon Absorption and Up-converted Blue Fluorescence

Symmetric substituted stilbenes have significantly potential application such as fluorescence microscopy, two-photon photodynamic therapy, optical power limiting, and three-dimensional storage1-2. These dyes have strong tendency of symmetric intra-molecular change transfer under the excited state. As a result, they usually exhibit large two-photon absorptivity (TPA), in the meanwhile emit strong up-converted fluorescence. On the other hand, their solutions generally display linear transmis…     

微波辅助合成双1,2,4-三嗪化合物及其荧光特性研究

以联苯甲酰、二甲酰肼为原料, 采用微波技术合成了5个双1,2,4-三嗪化合物3, 产率72%～85%, 利用元素分析、MS, IR, ¹H NMR和荧光光谱对其结构进行了表征, 并研究了金属离子对化合物3a的荧光性质的影响. 结果表明, 微波合成具有缩短反应时间、提高产率的优点; Cu^2＋, Ni^2＋等金属离子对化合物3a产生明显的荧光猝灭作用.     

High‐Capacity Upconversion Wavelength and Lifetime Binary Encoding for Multiplexed Biodetection

Optical multiplexing plays an important role in fields ranging from advanced biological assays to security. However, conventional codes based on fluorescent color and intensity are limited to spectral overlap and background interference. Herein, we present a new multiplexing concept by manipulating the luminescence emission color and decay lifetimes of upconversion nanoparticles (τ_λ‐UCNPs) separately for the first time through designing the core/multi‐shell structure and controlled energy relay method. This new color/lifetime binary strategy exhibits exponentially scalable encoding capacity (>10⁵), three orders of magnitudes higher than that of conventional color/intensity way. The strategy enables the multiplexed detection of human papilloma virus (HPV) subtypes in patient samples and robust anti‐counterfeiting. This work opens new opportunities for optical multiplexing with luminescent materials.