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-萘基丙烷及其衍生物的低温荧光光谱

前文报道了合成一系列1,3-双-β-萘基丙烷的衍生物C_(10)H_7CHXCH_2CH_2C_(10)H_7,在次甲基链的第一位碳原子上分别引入OH、OAc及Cl等基团,并测定了它们的荧光光谱。从荧光光谱的结果可以看出,它们都能形成分子内激基缔合物(excimer)。最近,我们又合成了CN取代的衍生物,测定了这一系列双-β-萘基丙烷衍生物的低温荧光光谱,并计算出它们形成分子内激基缔合物所需之活化能。由于在溶液中激基缔合物的形成是扩散控制过程,在低温条件下升高温度将有利于激基缔合物的形成。     

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。     

新型三嗪桥连的双1,8-萘酰亚胺衍生物的合成及其光物理行为

以1,8-萘酰亚胺和三聚氯氰为主要原料, 合成了两种由三嗪环桥连的双1,8-萘酰亚胺化合物3 和5. 采用紫外-可见光谱和荧光光谱等手段考察了两种化合物在不同溶剂中的光物理行为. 与参比化合物N-丁基-1,8-萘酰亚胺相比, 在二氯甲烷、三氯甲烷和甲醇等极性溶剂中, 化合物3和5除了在短波区(λ<400 nm)存在1,8-萘酰亚胺的特征荧光发射峰外, 在长波区(>450 nm)均产生一个较强的新荧光发射峰, 表现出分子内激基缔合物的光物理行为. 与化合物5相比, 由于化合物3特殊的构象异构, 其荧光强度发生严重的猝灭. 在非极性溶剂甲基环己烷中, 化合物5 由于存在较强的分子间氢键作用而聚集, 受激后形成了较稳定的分子间激基缔合物, 但未观察到明显的分子内激基缔合物的形成. 在甲苯溶剂中, 化合物3和5与甲苯分子形成了激基复合物, 并未形成分子内激基缔合物. 进一步研究3和5的固态激发态性质, 发现化合物3和5的固体薄膜受激后分别在465和469 nm处出现激基缔合物的特征荧光发射峰.     

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(B_n)在二甲基亚砜-水(DMSO-H_2O)和乙二醇-水(EG-H_2O)两种混合溶剂中的稳态和时间分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B_3、B_4、B_5和B_(10)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.B_2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B_2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 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.     

双-β-萘甲基二胺及其衍生物的荧光光谱及分子内激发态复合物的形成

我们合成了N,N'-二甲基-二-β-萘甲基乙二胺(Ⅰ),N,N'-二甲基-二-β-萘甲基丙二胺(Ⅱ),N,N'-二-β-萘甲基哌嗪(Ⅲ)三个化合物,并测定了它们的荧光光谱。结果表明,它们既能形成分子内激基缔合物(excimer),又能形成分子内激基复合物(exciplex),与溶剂极性有关。在极性较大的溶剂如乙腈和甲醇中,由于激基复合物几乎完全解离因而不发射荧光,这时观察到的荧光峰蓝移而且强度增加,可以认为,这是激基缔合物存在的证明。这三个化合物的分子内激基缔合物形成的难易程度按Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ的次序依次递降。     

磺化2,3-萘酞菁锌(Ⅱ)、钴(Ⅱ)的电子吸收光谱和荧光光谱的研究

研究了磺化2，3-萘酞菁锌(Ⅱ)、钴(Ⅱ)在DMF(N，N-二甲基甲酰胺)、DMSO(二甲基亚砜)、乙醇、水等溶剂中的电子吸收光谱和荧光光谱．萘酞菁配合物的Q带与相应的酞菁配合物Q带相比，电子吸收光谱红移80～90nm，荧光光谱红移约100nm，荧光强度也显增加．在金属萘酞菁中引入磺酸基，配合物的电子吸收光谱Q带发生红移，但是影响不大、对于相同中心金属的配合物，改变溶剂的种类对配合物的电子吸收光谱的Q带影响较大．在金属萘酞菁环上引入一个磺酸基时，在相同溶剂中与无取代萘酞菁相比发生荧光光谱Q带红移，荧光强度增大．但在萘酞菁环上继续引入磺酸基时，荧光强度反而减少．磺化萘酞菁钴比磺化萘酞菁锌有较大的荧光强度．不同浓度下的电子吸收光谱和荧光光谱说明金属萘酞菁有集聚倾向、能形成基激缔合物．     

时间分辨荧光光谱研究聚2-乙烯基萘与对苯二甲酸二甲酯形成的三分子激基复合物

本文研究了在稀溶液中,聚2-乙烯基萘分子内不同生色团之间相互作用后先形成分子内激基缔合物,然后与受体分子相互作用后再生成三分子激基复合物的机理。测定了聚2-乙烯基萘分子内激基缔合物的荧光寿命的r_2=18.83ns;形成三分子激基复合物的速度常数k_7=4.18×10~9(mol/L)~(-1)S~(-1),受扩散速度反应控制。首次提出了激基缔合物或激基复合物可能是形成三分子激基复合物的中间体,并提出了由激基缔合物再形成三分子激基复合物的光物理过程的理论模型。     

铕-3-(2-萘甲酰基)-2-苯基苯并二氢吡喃-4-酮-邻菲罗啉配合物的合成及荧光性能研究

为了探讨2,3-二氢黄酮类化合物在发光材料方面的应用,首先合成了2,3-二氢黄酮类衍生物[3-(2-萘甲酰基)-2-苯基苯并二氢吡喃-4-酮(L)]配体,然后利用Eu(III)与此配体和水/邻菲罗啉(Phen)反应得到两种新型的红色荧光配合物。运用元素分析、红外光谱与荧光光谱等手段对相关物质进行了系统的表征。表征结果表明:两个新配合物的组成分别为Eu(L)3·2H2O和Eu(L)3·Phen;荧光光谱研究显示,两种配合物的配体能将吸收的能量有效地传递给铕离子,从而使配合物发射出强的铕离子的特征荧光,且两个配合物Eu(L)3·2H2O和Eu(L)3·Phen均以5D0→7F2跃迁的荧光发射最强。得到了两种新的高效的红色荧光材料。     

激基缔合物和激基复合物

自等人发现激基缔合物(Excimer)以来,激基缔合物荧光光谱的研究就引起了人们的广泛关注。后来Weller等人发现了激基复合物(Exciplex)的荧光光谱,由于激基复合物存在的广泛性及实际应用的重要性。对于这一课题的研究更是十分活跃。近年来,随着光     

七元瓜环与N,N’-二烷基-1,3-(4,4’-二吡啶基)丙烷衍生物的相互作用

以1,3-(4,4’-二吡啶基)丙烷为母体, 合成了N,N’-二乙基、二丁基、二己基以及二辛基1,3-(4,4’-二吡啶基)丙烷衍生物. 利用1H NMR技术和紫外吸收光谱法, 考察了Q[7]与上述链状吡啶衍生物的相互作用. 实验结果表明, Q[7]与客体PC0, PC2作用, 瓜环包结客体的二吡啶基丙烷部分形成1∶1的包结配合物; 对于取代烷基碳链数大于4的N,N’-二烷基-1,3-(4,4’-二吡啶基)丙烷衍生物, 随着主体与客体摩尔比值的增加, 体系中主-客体相互作用的主导模式是Q[7]逐渐包结了客体二吡啶基丙烷部分, 进而形成Q[7]包结客体两端取代烷基, 甚至形成一个客体分子上“挂满”3个主体瓜环的包结物.     

多足化合物的分子内激基缔合物形成及pH对其荧光的影响

研究了含萘脲基多足化合物溶液的稳态和瞬态光物理行为.由于分子内不同足间脲基的相互作用干扰了萘基的π-π叠合,使分子内萘基的激基缔合物生成受到影响.实验表明:由于三足化合物存在着给电子叔胺基团,因此当萘基被激发时、可因分子内的光诱导电子转移而导致荧光猝灭.正因如此,在三足化合物归一化后的稳态光谱中激基缔合物的发光强度很弱.用皮秒级单光子记数技术测得该化合物的瞬态荧光为三指数衰变过程.其中最长寿命的物种,即属于生成激基缔合物后再分解为萘激发态的部分仅占总量的4%,与稳态的结果相一致.工作表明对这类可用作荧光化学敏感器的三足化合物,如利用其激基缔合物的强度变化为其识别外来物种的敏感部位并不适合.相反,如引入的外来物种能影响化合物的分子内光诱导电子转移,进而影响萘基的发光强度,则是一较好的判别外来物种是否已进入主体的标志.     

咔唑及其衍生物对 9-氰基蒽的荧光猝灭机理的研究

本文研究咔唑及其衍生物对9-氰基蒽(9CNA)的荧光猝灭机理。结果表明, 猝灭过程有以下三种方式:(1)一系列N-烷基咔唑及1,4-二咔唑丁烷、反式1,2-二咔唑环丁烷、N-苄基咔唑等对9CNA的荧光猝灭是通过形成激基复合物。(2)咔唑对9CNA的荧光猝灭是通过形成氢键。(3)1,3-二咔唑丙烷及N-痖烯基咔唑对9CNA的荧光猝灭是属于一般碰撞猝灭过程。以上所有猝灭过程主要都是来自电荷转移相互作用。另外, 还讨论了空间位阻对形成激基复合物的影响。并由稳态和动态荧光实验结果,应用Ware关于激基复合物的形成和解离的动力学公式计算出一系列光物理速率常数。     

七元瓜环与N,N′-二烷基-1,3-(4,4′-二吡啶基)丙烷衍生物的相互作用

以1,3-(4,4′-二吡啶基)丙烷为母体,合成了N,N′-二乙基\,二丁基\,二己基以及二辛基1,3-(4,4′-二吡啶基)丙烷衍生物.利用 1H NMR技术和紫外吸收光谱法,考察了Q[7]与上述链状吡啶衍生物的相互作用.实验结果表明,Q[7]与客体PC0,PC2作用,瓜环包结客体的二吡啶基丙烷部分形成1∶1的包结配合物;对于取代烷基碳链数大于4的N,N′-二烷基-1,3-(4,4′-二吡啶基)丙烷衍生物,随着主体与客体摩尔比值的增加,体系中主-客体相互作用的主导模式是Q[7]逐渐包结了客体二吡啶基丙烷部分,进而形成Q[7]包结客体两端取代烷基,甚至形成一个客体分子上"挂满"3个主体瓜环的包结物.     

4-酰基-双(1,3-二苯基-5-吡唑啉酮)铽(Ⅲ)配合物的合成及荧光性质

合成了3种4-酰基-双(1,3-二苯基-5-吡唑啉酮),1,5-双(1,3-二苯基-5-吡唑啉酮-4-基)-1,5-戊二酮;1,6-双(1,3-二苯基-5-吡唑啉酮-4-基)-1,6-己二酮和1,10-双(1,3-二苯基-5-吡唑啉酮-4-基)-1,10-癸二酮,通过元素分析、红外光谱和核磁共振氢谱对产物组成进行了表征.合成了它们的Tb(Ⅲ)二元和三元[1,10-二氮杂菲(Phen) 或2,2-联吡啶(Dipy)]配合物,测定了配合物的荧光光谱,对其荧光性质进行了研究.结果表明,配合物发射Tb(Ⅲ)的特征荧光,4-酰基-双(1,3-二苯基-5-吡唑啉酮)配体的三重态能级与Tb(Ⅲ)的最低激发态(5D4)能级匹配较好;配合物荧光强度随4-酰基-双(1,3-二苯基-5-吡唑啉酮)配体2个吡唑环间碳链的增长而减弱;第2配体Phen 和Dipy具有荧光增强作用,且前者优于后者.     

聚[芳基二甲酸(聚四亚甲基醚二醇)酯]分子间激基缔合作用的研究

合成了聚[2,6-萘二甲酸(聚四亚甲基醚二醇)酯](1)和聚[对苯二甲酸(聚四亚甲基醚二醇)酯](2);研究了它们在溶液和本体中的荧光光谱;论证了链间和链内非相邻生色团间有激基缔合作用存在。观察了聚合物1由稀到浓的氯仿溶液的激基缔合物荧光强度与单生色团荧光强度比值的变化,得到溶液中高分子线团的动态接触浓度C_s=0.26g/dL;亚浓区到浓区的转变浓度C~+=7g/dL。在聚合物1的本体中得到基态芳环层叠缔合物直接激发到激基缔合物的实验证据。     

碱光诱导激基缔合物的振动结构的荧光发射

本文研究在1:1的甲醇-水二元溶剂, RNA及各碱基诱导的1,3-2(2-萘基)丙烷(1)的激光缔合物的振动结构的荧光发射, 振动结构的出现是由于RNA及各碱基诱导1分子按一定几何构象“冻结"使其振动能级固定的结果, 而高φ值下的疏水的相互作用只是促进了这一过程, 当加入β-CD时, 产生的振动结构会消失, 而加入α-CD则不受影响。     

碱光诱导激基缔合物的振动结构的荧光发射

本文研究在1:1的甲醇-水二元溶剂, RNA及各碱基诱导的1,3-2(2-萘基)丙烷(1)的激光缔合物的振动结构的荧光发射, 振动结构的出现是由于RNA及各碱基诱导1分子按一定几何构象“冻结"使其振动能级固定的结果, 而高φ值下的疏水的相互作用只是促进了这一过程, 当加入β-CD时, 产生的振动结构会消失, 而加入α-CD则不受影响。     

2,6-萘二甲酸二甲酯与一些二甲基萘所形成的激基复合物

2,6-萘二甲酸二甲酯与一些二甲基萘可以形成激基复合物。本文通过稳态和动态荧光光谱研究了这类激基复合物的形成与分子结构的关系。结果表明,尽管这些二甲基萘的电离能基本相同,但因取代基位置不同使分子中电荷分布不同,从而影响了激基复合物的形成能力。