疏水作用对光化学和光物理过程的影响 IV: 不良溶剂中双-β-萘甲酸多亚甲基二醇酯分子的构象及分子内激基缔合物

本文研究了双-β-萘甲酸多亚甲基二醇酯(Bn)在二甲基亚砜-水(DMSO-H2O)和乙二醇-水(EG-H2O)两种混合溶剂中的稳态和时间辨荧光光谱以及温度、溶剂组成对荧光光谱的影响. 发现疏水作用使B3、B4、B5和B10的两个发色团在基态时相互重叠, 因此被激发时, 很容易形成分子内激基缔合物. B2的激基缔合物中, 两个亚甲基为顺叠式构象, 在基态时两个发色团只能相互靠近. 以减小排斥能. 受激后, 两个发色团需稍作运动, 才能形成激基缔合物, 测定了B2激基缔合物形成的动力学和热力学参数, 并和β-萘甲酸酯发色团形成分子间激基缔合物的参数进行了比较.     

疏水作用对光化学和光物理过程的影响 Ⅰ.不良溶剂中长链β-萘甲酸烷基酯的簇集和激基缔合物的形成

本文研究了不同链长的β-萘甲酸烷基酯(A_n)在乙二醇-水(EG-H_2O)和二甲基砜-水(DMSO-H_2O)混合溶剂中的荧光光谱,以及添加物(无机盐、长链饱和烷烃、糖淀粉)对A_n荧光的影响.长链A_n在混合溶剂中很容易形成激基缔合物,表明疏水作用促使长链分子相互簇集.测定了不同链长的分子发生簇集的临界浓度和临界溶剂组成.分别添加长链烷烃和糖淀粉都能引起激基缔合物的荧光强度减弱和单体荧光强度的增强,表明A_n和长链烷烃共簇集,与糖淀粉形成包结物.研究了在簇集体中A_n形成激基缔合物的动力学和热力学,测定了激基缔合物形成和解离速率常数、活化能和热焓的变化.证明在簇集体中基态发色基团之间并不具有激基缔合物的构型.在一定温度下,簇集体会发生相变.     

疏水作用对光化学和光物理过程的影响 Ⅴ.1,3-二萘基丙烷在不良溶剂中的分子构象和激基缔合物的形成

本文研究了1,3-二(α-萘基)丙烷(ααDNP)和1,3-二(β-萘基)丙烷(ββDNP)在乙二醇-水(EG-H_2O)混合溶剂中的吸收光谱、荧光光谱以及时间分辨荧光光谱,发现在-196至60℃范围内,疏水效应使ααDNP 和ββDNP 分子采取两个萘环彼此靠近相互平行的构象,并且两个萘环间有很强的相互作用,形成基态配合物(二聚体),受激后只显示二聚体荧光.高于60℃,二聚体分解,受激后显示单体和激基缔合物荧光.     

疏水作用对光化学和光物理过程的影响 I: 不良溶剂中长链β-萘甲酸烷基酯的簇集和激基缔合物的形成

研究了不同链长的β-萘甲酸烷基酯(An)在乙二醇-水(EG-H2O)和二甲基砜-水(DMSO-H2O)混合溶剂中的荧光光谱, 以及添加物(无机盐、长链饱和烷烃、糖淀粉)对An荧光的影响. 长链An在混合溶剂中很容易形成激基缔合物, 表明疏水作用促使长链分子相互簇集. 测定了不同链长的分子发生簇集的临界浓度和临界溶剂组成. 分别添加长链烷烃和糖淀粉都能引起激基缔合物的荧光强度减弱和单体荧光强度的增强, 表明An和长链烷烃共簇集, 与糖淀粉形成包结物. 研究了在簇集体中An形成激基缔合物的动力学和热力学, 测定了激基缔合物形成和解离速率常数、活化能和热焓的变化. 证明了簇集体中基态发色基团之间并不具有激基缔合物的构型, 在一定温度下, 簇集体会发生相变.     

疏水作用对光化学和光物理过程的影响 V: 1,3-二萘基丙烷在不良溶剂中的分子构象和激基缔合物的形成

本文研究了1,3-二(α-萘基)丙烷(ααDNP)和1,3-二(β-萘基)丙烷(ββDNP)在乙二醇-水(EG-H2O)混合溶剂中的吸收光谱、荧光光谱以及时间分辨荧光光谱, 发现在-196至60℃范围内, 疏水效应使ααDNP和ββDNP分子采取两个萘环彼此靠近相互平行的构象, 并且两个萘环间有很强的相互作用, 形成基态配合物(二聚体), 受激后只显示二聚体荧光. 高于60℃, 二聚体分解, 受激后显示单体和激基缔合物荧光.     

双-β-萘甲酸多缩乙二醇酯在甲醇溶液中分子的构象和分子内激基缔合物的形成

本文研究了双-β-萘甲酸多缩乙二醇酯(P_n)在不同溶剂中的稳态和时间分辨荧光光谱。在甲醇中与在四氢呋喃中不同,P_n显示很强的激基缔合物荧光。表明在甲醇中疏水的两个末端发色团彼此靠近,亲水的多缩乙二醇链段包于两个发色团外部。热力学和动力学研究求出了P_n分子内激基缔合物形成的焓变是-20kJ/mol,活化能为～8.5kJ/mol,激基缔合物形成和离解的速度常数分别为4.5×10⁸s^-1和3.1×10⁸s^-1。     

疏水作用对光化学和光物理过程的影响 Ⅲ.长链β-萘甲酸烷基酯在簇集体中形成激基缔合物的热力学和动力学

在乙二醇-水(EG-H₂O)和二甲基亚砜-水(DMSO-H₂0)混合溶剂中,β-萘甲酸十二烷基酯和十六烷基酯很容易发生簇集.本文研究了簇集体中的β-萘甲酸酯在—40℃3到90℃温度范围内的稳态荧光光谱和时间分辨荧光光谱以及荧光偏振,测定了激基缔合物形成和解离的速度常数,求出激基缔合物形成的活化能,焓变和熵变分别为10.9±0.4kJ/mol,—16.7±0.4kJ/mol和—50±4J/mol·K。A₁₂和A₁₆簇集体分别在—20℃和5℃发生相变.测定了不同温度下簇集体内的微观粘度。     

一种新型的分子内激基缔合物——双-β-萘基烷烃及其衍生物分子内激基缔合物的研究

本文报道几种双-β-萘甲酸多次甲基二醇酯及双-β-萘基烷烃次甲基链上被极性基团取代的衍生物的合成及其荧光谱。结果表明,它们都能形成分子内激基缔合物,对于双-β-萘甲酸多次甲基二醇酯来说,其分子内激基缔合物的荧光强度与链长有关,以三次甲基链为最大。对于双-β-萘基烷烃取代衍生物来说,由于吸电子基团的引入使两个萘环的电子云密度不等,它们所形成的分子内激基缔合物的荧光峰都比未取代的1,3-双-β-萘基丙烷有所蓝移。在极性溶剂乙腈中其分子内激基缔合物的荧光峰的位置虽然不变,但I_E/I₂值则有所降低,表现出既不完全与激基缔合物相同,又不完全与激基复合物相同的性质。     

疏水作用对光化学和光物理过程的影响 Ⅹ. 非平面分子2,2’-联萘在促簇性溶剂中的簇集和激基缔合物的形成

激基缔合物是由一个激发态分子和一个基态分子形成的复合物,组成激基缔合物的两个分子平面必须彼此平行呈夹心面包式构型^[1]。在某些情况下,两个芳香环在基态时就呈激基缔合物的构型并有很强的相互作用,形成基态复合物一二聚体^[2,3]。人们对平面结构的芳香化合物分子形成的激基缔合物已经进行了大量研究,并且注意到非平面的芳香化合物分子很难形成激基缔合物^[4]。     

疏水作用对光化学和光物理过程的影响IX. 长链分子的簇集对β-萘甲酸烷基酯和脂肪酸9-蒽甲醇酯间能量传递的增强作用

在二甲基亚砜-水(DMSO-H2O)混合溶剂中, 长链β-萘甲酸烷基酯(An)、长链脂肪酸9-蒽甲醇酯(En)和长链饱和烷烃(Cn)相互簇集形成共簇集体, An通过共振机制向En进行单重态能量传递, 在每个簇集体含近一个给体分子和一个受体分子的情况下, 能量传递效率高达50%,簇集体内能量抟递的速度比簇集体同的大一个数量级, An激基缔合物也可向En进行能量传递, 但效率很低, 由于形成激基缔合物的过程与能量传递过程相互竞争, 激基缔合物的形成降低了能量传递的效率。     

疏水作用对光化学和光物理过程的影响IX. 长链分子的簇集对β-萘甲酸烷基酯和脂肪酸9-蒽甲醇酯间能量传递的增强作用

在二甲基亚砜-水(DMSO-H2O)混合溶剂中, 长链β-萘甲酸烷基酯(An)、长链脂肪酸9-蒽甲醇酯(En)和长链饱和烷烃(Cn)相互簇集形成共簇集体, An通过共振机制向En进行单重态能量传递, 在每个簇集体含近一个给体分子和一个受体分子的情况下, 能量传递效率高达50%,簇集体内能量抟递的速度比簇集体同的大一个数量级, An激基缔合物也可向En进行能量传递, 但效率很低, 由于形成激基缔合物的过程与能量传递过程相互竞争, 激基缔合物的形成降低了能量传递的效率。     

疏水作用对光化学和光物理过程的影响 Ⅻ.2-羟基-4-烷氧基二苯甲酮在不良溶剂中的簇集

测定了2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(HMDB)和2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮(HODB)在良溶剂和不良溶剂中的吸收光谱。在不良溶剂(乙二醇-水的混合溶剂)中,带长链的HODB发生簇集。由于簇集体内极性较小,HODB的吸收光谱与其在环己烷中相似。HMDB不发生簇集。     

疏水作用对光化学和光物理过程的影响——Ⅸ.长链分子的簇集对β-萘甲酸烷基酯和脂肪酸9-蒽甲醇酯间能量传递的增强作用

在二甲基亚砜-水(DMS0-H_2O)混合溶剂中,长链β-萘甲酸烷基酯(A_n)、长链脂肪酸9-蒽甲醇醣(E_n)和长链饱和烷烃(C_n)相互簇集形成共簇集体,A_n通过共振机制向E_n进行单重态能量传递。在每个簇集体含近一个给体分子和一个受体分子的情况下,能量传递效率高达50％。簇集体内能量传递的速度比簇集体间的大一个数量级。A_n激基缔合物也可向E_n进行能量传递,但效率很低。由于形成激基缔合物的过程与能量传递过程相互竞争,激基缔合物的形成降低了能量传递的效率。     

疏水作用对光化学和光物理过程的影响 Ⅶ.芘基烷基酮的荧光光谱及其在不良溶剂中的簇集

溶剂的极性对芘基烷基酮的单体荧光和激基缔合物荧光有很大影响,在非极性溶剂中单体荧光很弱,随着溶剂极性增大,单体荧光增强,单体荧光和激基缔合物荧光明显红移。利用芘基烷基酮荧光的这些性质研究了长链分子在二甲基亚砜-水(DMSO-H₂O)中的簇集现象。在浓度非常低的情况下,长链芘基烷基酮发射激基缔合物荧光,单体荧光也明显蓝移,表明芘基烷基酮形成了簇集体。长链饱和烷烃和芘基烷基酮发生共簇集,簇集体内的极性比环己烷的极性稍大。     

疏水作用对光化学和光物理过程的影响 Ⅱ.不良溶剂中长链水杨酸烷基酯的簇集和荧光光谱的变化

前文报道了长链β-萘甲酸烷基酯在不良溶剂中形成激基缔合物,为长链分子在不良溶剂中发生簇集提供了新的证据.本文报道证明长链分子在不良溶剂中发生簇集的另一个实验事实.长链水杨酸烷基酯在二甲基亚砜-水(DMSO-H_2O)和乙二醇-水(EG-H_2O)混合溶剂中的荧光光谱分布以及荧光量子产率与短链水杨酸烷基酯的显著不同,这些差别可以用长链分子发生簇集来加以解释.     

疏水作用对光化学和光物理过程的影响 ⅩⅢ.△5雄甾-3β-(1-萘乙酰)-17-丹酰酯在不良溶剂中的簇集和分子间能量传递

在二甲基亚砜-水(DMSO-H₂O)混合溶剂中,随着水的体积分数(Φ)增大,△⁵雄甾-3β-(1-萘乙酰)-17-丹酰酯(1)分子中丹酰基荧光峰逐渐红移,但当Φ>0.4时,丹酰基荧光峰突然由550 nm移至500 nm。表明1发生了簇集。用280 nm光激发时,伴随丹酰基荧光的蓝移,萘基的荧光明显降低,丹酰基的荧光增强,表明簇集体内1的分子相互靠近,有利于萘基向丹酰基进行分子间的能量传递。萘基向丹酰基进行能量传递的效率在簇集体外和簇集体内分别为18%和90%。荧光寿命的测定和使用不同激发波长的实验表明簇集发生后,仍有部分分子未发生簇集。     

有机化合物的光物理研究 ⅩⅢ.β-萘甲酸十六碳酯在L-B膜中基态二聚体及激基缔合物形成的研究

制备了β-萘甲酸十六碳酯的L-B膜。分别用Y型、Z型,以及含有硬脂酸的β-萘甲酸十六碳酯与单纯硬脂酸间隔挂法,将分子膜转移至石英载片上,研究了β-萘甲酸十六碳酯分子膜吸收以及荧光光谱。并与溶液和固态中的荧光光谱作了比较。在氯仿溶液以及在固态,β-萘甲酸十六碳酯只呈现其单体的荧光。然而,在L-B膜中,除了观察到单体的荧光外,还观察到了激发态二聚体以及激基缔合物发射的荧光。通过对β-萘甲酸十六碳酯分子膜进行热和水处理后,发现L-B膜中亲水层的介质环境有所改变,从而造成亲水层中的亲水基团的某些物理和化学性质的改变。根据实验事实,提出了β-萘甲酸十六碳酯二聚体和激基缔合物在L-B膜中形成的机制。     

聚[芳基二甲酸(聚四亚甲基醚二醇)酯]的激基缔合物荧光谱和结晶形态

以聚苯乙烯为例研究了柔性链高聚物在亚浓溶液区激基缔合物荧光的浓度依赖性。发现M_W6.09×10⁶线形窄分布聚苯乙烯θ溶液中的激基缔合物与单生色团荧光的比值I_E/I_M的浓度依赖性在亚浓溶液区是分数幂的,它应归因于动态接触之后相邻线团链段间的硬心体积效应。     

γ-环糊精诱导的双2-萘甲酸三缩四乙二醇酯的分子内光二聚反应

本文研究了在水溶液中γ-环糊精诱导双2-萘甲酸三缩四乙二醇酯(N-P4-N)的分子内光二聚反应.γ-环糊精能够控制N-P4-N光二聚反应的区域选择性和立体选择性,反应只得到反式-头头结构的分子内类立方烷光二聚体,其对映体选择性达20.4%e.e.(在0.5℃时).     

疏水作用对光化学和光物理过程的影响——Ⅷ.N-烷基吲哚在不良溶剂中的簇集及其荧光光谱

本文研究了链长不同的N-烷基吲哚和3-甲基-N-烷基吲哚在二甲基亚砜-水(DMSO-H_2O)混合溶剂中的稳态和时间分辩荧光光谱, 发现随混合溶剂中水的体积分数增大、短链吲哚衍生物的荧光峰位置红移。荧光寿命增长、而长链吲哚衍生物荧光峰位置明显兰移、荧光寿命变短。表明长链吲哚衍生物在混合溶剂中发生簇集,簇集体中微环境的极性和环己烷相似, 利用时间分辨荧光光谱计算出长链吲哚衍生物在溶液本体相和簇集体中的分布。