沉淀剂对含有氨侧基的聚苯撑乙炔发光性能的影响

通过单体4-[(2,5-二溴苯)乙炔基]苯胺和1,4-二乙炔基-2,5-二戊氧基苯之间的Sonogashira偶合反应合成了带有p-氨基苯乙炔基共轭侧基的聚对苯撑乙炔（(PAnPE）). 该共轭聚合物的THF溶液（(2××10-－5 mol•·L-－1）)在473和519 nm处呈现两个比较强的荧光发射峰. 通过调节在聚合物PAnPE-THF溶液中所加入三种沉淀剂（(甲醇、乙酸、稀盐酸溶液）)的体积比例, 来改变PAnPE分子链的聚集态结构, 进而研究对其发光性能的影响规律. 实验结果表明: 由于沉淀剂与聚合物PAnPE分子链之间相互作用能力与方式的不同, PAnPE两个荧光峰的发射强度因聚合物分子链聚集结构不同而呈现不同的变化规律, 这有助于实现在化学传感器中的应用.     

基于荧光共轭聚合物的金属离子传感研究

设计合成了一系列结构相似的共轭主链含5%苯并噻二唑结构单元及侧链带胺类金属离子螯合基团的阴离子型水溶性共轭聚合物PFA, PFBTA和PFBTNA, 并对它们在不同极性溶剂中的光物理性质进行了研究. 利用分子主链含适量苯并噻二唑共聚单元的聚芴衍生物聚集态不同荧光光谱及颜色发生显著变化这一特性, 研究了这一系列水溶性聚芴衍生物在水/甲醇(9/1)溶液中对金属离子的荧光响应过程. 结果表明, 金属离子不仅能通过能量及电荷转移猝灭聚合物荧光, 还可以通过静电相互作用力使聚合物聚集态发生改变, 进而影响聚合物的光学性质. 同时分子链上引入金属离子螯合基团能够显著提高体系的检测灵敏度, 聚合物PFBTA和PFBTNA可以特异性识别Cu²⁺离子, 并且可做为其它金属离子的广谱型比色法检测材料.     

含吡啶端基9,10-双芳基蒽共轭分子的合成、聚集诱导荧光增强及双光子诱导荧光

通过Heck反应合成了2个以吡啶为端基的9,10-双芳基蒽共轭分子9,10-二{4-{4-[N,N-二(4-吡啶乙烯基)苯基]氨基}苯乙烯基}蒽(4Py-PAA)和9,10-二{4-{4-[N,N-二(2-吡啶乙烯基)苯基]氨基}苯乙烯基}蒽(2Py-PAA),化合物结构经过1H NMR,13C NMR,HRMS-MALDI-TOF确证.测定了化合物在不同极性溶剂中的紫外吸收光谱、荧光光谱、荧光寿命及量子产率,测算了4Py-PAA和2Py-PAA的偶极矩.通过循环伏安法研究了它们的前线轨道能级.测定了4Py-PAA和2Py-PAA的固体荧光光谱、固体荧光量子产率及在不同含水量的水/THF混合溶液中的荧光光谱.实验发现4Py-PAA在THF溶液中发出蓝绿色荧光,固体时发出红色荧光,在含水量为70%的水/THF混合溶剂中发出黄色荧光,荧光强度是纯四氢呋喃(THF)的3倍,呈现聚集荧光增强性质.在800 nm飞秒激光下采用双光子诱导荧光参比法测定了4Py-PAA和2Py-PAA在THF溶液中的双光子吸收截面分别为193和101 GM.实验结果表明含有2位和4位吡啶端基9,10-双芳基蒽共轭分子具有良好的荧光发射性能及双光子吸收性质.     

(E)-(5-(4-(二苯基胺)苯乙烯基)二噻吩并[2,3-b∶3′,2′-d]噻吩基)-2-亚甲基丙二腈的聚集态发光现象的研究

本文报道了对一种电子给体-受体化合物(E)-(5-(4-(二苯基胺)苯乙烯基)二噻吩并[2,3-b∶3′,2′-d]噻吩基)-2-亚甲基丙二腈(TPA-DCST)的合成与光谱学行为的研究。化合物TPA-DCST的分子结构中含有强电子给体(三苯胺)与强电子受体(二氰基乙烯)两个部分,并由二噻吩并[2,3-b∶3′,2′-d]噻吩作为共轭桥将电子给体与受体相连接。在合成方面,采用Wittig反应将三苯胺通过双键与二噻吩并[2,3-b∶3′,2′-d]噻吩相连接、醛基化,并与并二腈经Knoevenagel缩合反应合成目标产物。产物通过了核磁氢谱、碳谱、红外以及高分辨率质谱的确认。光谱方面,主要考察了该化合物的吸收与荧光行为。其最大吸收峰位在412nm左右,归属于π-π*跃迁。在非极性溶剂正己烷中表现出来自分子间聚集而形成的聚集态荧光(550nm),并通过了单分子在CTAB胶束([c]=1.02×10-2 mol/L)的发光(460nm)试验得到验证。溶剂效应表明,该化合物没有出现典型的ICT态的发光现象,其原因在于电子给体与受体相连的共轭桥单元,即二噻吩并[2,3-b∶3′,2′-d]噻吩不具有有效的共轭效应。浓度效应与温度效应进一步表明TPA-DCST分子易于产生分子间聚集态的发光。在THF-H_2O二元溶剂体系中呈现典型的聚集诱导(AIE)发光现象,发光峰位为692nm。随着TPA-DCST分子间的聚集程度的增加,聚集态的荧光出现大范围的红移,直至固体发光红移到710nm。TPA-DCST分子的聚集因素可能来自于疏脂作用、偶极-偶极相互作用等。     

间位聚亚吡啶基亚乙炔基共轭聚电解质的合成与溶液光物理性质

合成了单体1,4-双(3-磺酰化丙氧基)-2,5-二碘苯与2,6-二乙炔基吡啶,利用Heck-Sonogashira偶联反应制备了间位聚亚吡啶基亚乙炔基共轭聚电解质m-PPYPE-SO3Na,对单体以及聚合物进行了红外光谱与核磁氢谱表征.测试了该共轭聚电解质m-PPYPE-SO3Na的紫外-可见吸收光谱与荧光发射光谱.研究了该共轭聚电解质的溶液光物理性质,发现该聚电解质具有荧光发射的溶剂依赖性以及浓度依赖性,在水溶液中存在聚集.在聚合物溶液浓度为1×10-6mol/L左右时,聚集发射基本消失,说明此时在溶液中聚合物的聚集程度已经比较低.该聚电解质在水溶液中与表面活性剂之间存在一定的相互作用,加入非离子型高分子表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的聚合物水溶液荧光显著增强,表明该表面活性剂破坏聚电解质的聚集.该共轭聚电解质的溶液光物理性质表明其具有成为水溶性荧光探针的应用潜力.     

两亲性共轭高分子聚(对亚苯基丁二炔)的合成与二维自组装

设计、合成了两亲性线型共轭聚合物聚(对亚苯基丁二炔)(A-PPB),研究了它在溶液中的二维自组装行为.首先合成了A-PPB的前驱体聚合物PPB,利用核磁氢谱(1H-NMR)、傅里叶红外光谱(FTIR)和拉曼光谱对聚合物的结构及分子量进行了表征.然后通过水解反应,获得了两亲性共轭聚合物A-PPB,并考察了它在水、甲醇以及甲醇/甲苯混合溶剂中的自组装行为.透射电子显微镜(TEM)的测试结果表明,A-PPB在水溶液中自组装形成了二维超分子纳米片(2D-SNS),尺寸达几微米;用原子力显微镜(AFM)测得2D-SNS的厚度为5 nm左右,由不超过3层的二维超分子聚合物层堆积而成.高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、选区电子衍射(SAED)及X-射线衍射(XRD)的测试结果表明,2D-SNS是由A-PPB分子链平行堆积而成.在甲醇溶剂中,A-PPB形成了无规聚集体,而在甲醇/甲苯混合溶剂中则自组装形成了多层堆积的二维超分子纳米片.对比研究表明,非亲水的PPB在氯仿/甲醇混合溶剂中形成的是较厚的层状聚集体.还发现聚合物的链长对于自组装形成二维超分子片层也会有影响,当用数均聚合度为8的两亲性低聚(对亚苯基丁二炔)(A-OPB)在水溶液中进行自组装时,只能形成尺寸较小的无规聚集体.由此可见,聚合物的两亲性、电荷排斥作用以及聚合物链长等因素都会对共轭聚合物的二维自组装行为产生重要影响.     

一种具有ESIPT和AIEE荧光探针的合成及对Zn2+的识别

利用2-氨基苯并噻唑和5-甲基-2-羟基间苯二甲醛合成了一种具有聚集荧光增强性质的简单高效的荧光探针M,通过~1H-NMR、~(13)C-NMR表征了其结构。探针M在545 nm处有最大吸收峰,在甲醇∶水(7∶3)的体系下,向探针M中加入金属阳离子,发现只有加入Zn~(2+)时,表现出明显的荧光增强且发射波长发生明显的蓝移现象,在495 nm处出现最强吸收峰,检测限为9.638×10~(-6 )M,具有较高的灵敏度和良好的识别效果。     

MEH-PPV/层状硅酸盐纳米复合物的光物理性质

用稳态和时间分辨荧光光谱技术,结合13C固体NMR研究了共轭高分子聚2-甲氧基-5-(2′-乙基-己氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基(MEH-PPV)在层状硅酸盐(montmorillonite,MMT)纳米片层受限空间中的聚集态结构、性质和对外场的响应特性.结果表明,MMT二维纳米受限空间对MEH-PPV自聚集的阻隔作用,减少了MEH-PPV链间近程相互作用较强的H-聚集,增加了J-聚集含量.结果激发态激子自淬灭的几率降低,稳态荧光量子产率提高和动态荧光寿命的延长;通过共轭碳原子的自旋-晶格弛豫时间的测定,观察了MMT对聚合物分子运动的影响,并由此探讨了MEH-PPV凝聚态与光物理性质的关系.     

主链含多羰基结构单元聚芳醚酮的合成与性能

在无水三氯化铝(AlCl3)和N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)存在下,以1,2-二氯乙烷(DCE)为溶剂,1,3-二(4-氯甲酰基苯甲酰基)苯(DMBC)分别与4,4′-二苯氧基二苯砜(DPODPS)、1,3-二(4-苯氧基苯甲酰基)苯(i-DPOPKK)、1,4-二(4-苯氧基苯甲酰基)苯(p-DPOPKK)进行低温溶液共缩聚反应,合成了3种主链含多羰基结构单元的聚芳醚酮聚合物.用FT-IR1、H-NMR、DSC、TGA、WAXD等技术对聚合物进行结构和性能表征.结果表明:增加聚合物主链中羰基的含量可提高其耐热等级;同时,由于聚合物中羰基比例的增大,其聚集态晶体结构也产生相应的变化,较易产生多晶型.     

2[(N-乙基)-1-吩噻嗪基]腙的合成及聚集荧光增强性能

以氮-氮单键连接2个吩噻嗪环构成共轭结构, 合成了2[(N-乙基)-1-吩噻嗪基]腙, 并对其进行了结构表征. 该化合物在四氢呋喃溶剂中呈分散态时无荧光; 在四氢呋喃/水混合溶剂中呈现聚集荧光增强. 荧光增强是由于聚集态中分子内单键旋转受分子堆积效应的阻碍, 氮-氮单键连接的2个吩噻嗪环趋于平面化以及J-聚集体形成的协同作用使非辐射跃迁减少所致. 同时, 利用这种聚集荧光增强性质考察了该化合物对血红蛋白的探针识别性能.     

Aggregation-induced emission enhancement in poly(phenylene-ethynylene)s bearing aniline groups

Poly(phenylene ethynylene)s(P1) with 4-vinylaniline pendant groups were successfully prepared by the Sonogashira coupling polymerization between l,4-diethynyl-2,5-bis(pentyloxy)benzene and 4-[2-(2,5-dibromophenyl)vinyl]-aniline. In comparison with its analogue P2 without amino group,the emission of P1 is only enhanced by aggregation when adding n-hexane into its THF solution,exhibiting an aggregation-induced emission enhancement(AIEE) effect.When methanol or water instead of hexane was added into THF solution,P1,however,didn’t show AIEE.The results indicated that amino groups strengthen the inter-chain and intra-chain interactions in P1 and restrict the non-radiative energy transition. This strategy can provide a platform for developing highly sensitive and efficient bio- and chemosensors.     

荧光增强型共轭聚电解质的合成及对肝素的双通道检测

通过Suzuki偶联反应制备了含有四苯基乙烯和苯并噻二唑2种结构单元的阳离子型共轭聚电解质P1,并通过核磁共振氢谱确定了2种结构单元的比例为0.803:0.197,与投料比基本一致.当在P1的水溶液中加入不良溶剂THF时,在紫外光照下可以观察到其溶液颜色由土黄色(无聚集态)转变为橙黄色(聚集态).利用P1在不同聚集态下的荧光强度和发光颜色变化,可以实现对肝素的双通道检测.当肝素逐渐滴加到P1的水溶液中,P1的荧光发射强度随着肝素浓度的增加而线性增加,且其最大发射峰峰位发生线性红移,正负电荷饱和时强度达到最大且波长不再移动,该性质可作为双通道检测信号来标定肝素的浓度,从而提高肝素浓度检测的准确性.动态激光光散射的测试以及肝素滴定紫外图谱的变化结果表明,肝素与P1作用时聚集诱导发光和荧光共振能量转移两种作用共存,从而导致了荧光强度的增强,且伴随最大发射波长的红移.     

水溶性荧光增强共轭聚合物的合成及性能研究

通过Suzuki反应将1,2-二[4-(6-溴己氧基)苯基]-1,2-二(4-溴苯基)乙烯与1,4-对苯二硼酸丙二醇酯共聚得到含有四苯乙烯基团的共轭聚合物P-0,通过后功能化得到了具有良好水溶性的聚合物P-1.通过1H-NMR、MALDI-TOF、MS和凝胶渗透色谱(GPC)对其结构进行表征.测定了P-1在水溶液中的紫外吸收光谱、荧光发射光谱以及荧光量子产率.通过P-1与小分子化合物MC-1的对比,P-1的荧光增强灵敏度优于MC-1.在P-1的溶液中分别加入沉淀剂或带有负电荷的生物大分子,两者的紫外吸收光谱与荧光发射光谱有很大的差异,通过结果对比,初步探讨了聚集诱导荧光增强的机理,经过静电作用限制苯环内旋转可以实现荧光强度的线型增长.     

用荧光方法研究端基为芘的聚苯乙烯在溶液中的聚集行为

利用原子转移自由基聚合（ATRP） 方法合成了窄分布的端基含有芘或萘的聚 苯乙烯（Py-PS和Na-PS）。研究了Py-PS在四氢呋喃（THF）溶液中的荧光发射光谱 随加水量的变化。结果表明,加水初期随着加水量的增加,对应于芘的单体荧光发 射峰强度（I_M）增加,当水加到一定量时,观察到由芘形成的激基缔合物（ excimer）的荧光光谱峰,其强度（I_E）随加水量的增加而进一步增强,而I_M下 降,直至体系产生宏观的相分离,此时I_M和I_E均不变。对这一结果从分子水平上 进行了讨论,并通过I_E/I_M与I_1/I_3随加水量的变化得到了不同浓度下Py-PS在 THF中聚集的临界加水量。另外,我们也用非辐射能量转移（NRET）的方法研究了 Py-PS混合溶液的聚集。这些结果对于进一步研究含聚苯乙烯链段的嵌段共聚物在 溶液中的聚集有重要意义。     

A new luminescent terbium 4-methylsalicylate complex as a novel sensor for detecting the purity of methanol

A new dinuclear terbium complex [Tb(2)(4-msal)(6)(H(2)O)(4)]·6H(2)O (1) (4-msal = 4-methylsalcylate) was synthesized. Its structure was determined by single crystal X-ray diffraction, and the complex was characterized by PXRD, FT-IR, fluorescence, TGA and DTA. Complex 1 exists as discrete molecules that are linked by extensive O-H … O hydrogen bonds into a 3D network. The luminescence lifetimes of 3 μM methanol solution and solid sample of 1 are 1.321 and 1.009 ms, respectively. The quantum yield of solid sample is 6.0%. The luminescence quenched more than 50% when 3% (vol/vol) different impurities (acetone, acetonitrile, chloroform, dichloromethane, dioxane, DMF, DMSO, ethanol, ether, ethyl acetate, glycol, H(2)O, hexane, TEA, THF and toluene or their mixture) were added. The inverse linear relationship between the Lg value of fluorescence intensity and the volume ratio of the minor component (to a maximum of 20%) is interpreted in terms of LgI = a-bX (I: luminescence intensity; X: volume ratio of impurities in methanol; a, b are constants). So 1 is a potential luminescent sensor for analyzing the purity of methanol.     

9,10⁃二(N⁃苯基吲哚⁃3⁃乙烯基)蒽的合成及聚集诱导荧光和压致荧光变色性质

通过简单的Wittig反应合成了一个荧光化合物9,10-二(N-苯基吲哚-3-乙烯基)蒽(IA-Ph); 通过核磁共振和质谱对其结构进行了确认; 利用荧光发射光谱和紫外吸收光谱对其光物理性质进行了表征. 结果表明, 化合物IA-Ph兼具聚集诱导荧光(AIE)和压致荧光变色性质, 在相同浓度下, 该化合物在THF/H₂O(体积比1∶9)混合溶液中的荧光强度比在纯四氢呋喃(THF)溶液中增加了12倍, 具有明显的AIE效应. 通过简单而有效的机械力研磨, 化合物可以从初始的发绿光转变为研磨后的橙红光, 光谱红移约68 nm; 而且在加热或溶剂熏蒸条件下, 化合物的颜色可以回复到起始的绿光, 具有完全可逆性.     

Spectroscopic characterization of hydroxylated nanoballs in methanol

In this report, the photophysical properties of self-assembled [Cu(2)(5-OH-bdc)(2)L(2)](12) [where (5-OH-bdc)(2-) = 5-hydroxybenzene-1,3-dicarboxylate and L is a dimethyl sulfoxide, methanol, or water ligand] hydroxylated nanoballs (OH-nanoball) were examined in methanol using optical absorption and steady-state and time-resolved fluorescence methods. The optical spectrum of the OH-nanoball is dominated by ligand absorbance at 305 nm and a weaker Cu(2+)-to-ligand charge-transfer transition at approximately 695 nm, which are distinct from the absorption of either the free ligand (approximately 312 nm) or Cu(2+)(NO(3))(2) (>750 nm) in methanol. The corresponding emission spectrum of the OH-nanoball originates from the emission of the ligand and is centered at approximately 360 nm with a shoulder at approximately 390 nm. The emission from the OH-nanoball is significantly quenched relative to the free ligand [Phi(5-OH-H(2)bdc) = 0.014 and Phi(OH-nanoball) = (5.6 +/- 0.5) x 10-5]. The addition of bases such as imidazole results in an increase in the emission intensity of the OH-nanoball solution, indicating dissociation of the [Cu(2)(5-OH-bdc)(2)L(2)](12) units. Although the mechanism of (5-OH-bdc)(2-) quenching within the OH-nanoball is not clear, it is likely due to interactions between the ligand pi system and the Cu d orbitals. Fluorescence polarization studies further suggest that the OH-nanoball retains a spherical shape in solution. This is evident by the fact that the fluorescence anisotropy of the nanoball is nearly identical with that of the free ligand, suggesting rapid energy transfer (homogeneous fluorescence resonance energy transfer) between ligands within the OH-nanoball.     

含磷酰杂菲侧基聚苯乙烯的合成及其荧光性质

以2-(6-氧化-6-氢-二苯基(c,e)1,2氧杂磷酰基)-1,4-二羟基苯(ODOPB)结构单元为中心,在两侧通过酯化反应分别引入4-乙烯基苯甲酰基和4-戊氧基苯甲酰基,并作为苯乙烯衍生物单体(MED),在AIBN引发下,聚合得到了含9,10-二氢-9-氧杂-10-磷酰杂菲-10-氧化物(简称磷酰杂菲,DOPO)基团的聚苯乙烯衍生物(PED).因侧链之间具有较强的相互作用以及聚苯乙烯主链的刚性而易形成聚集形态,使分子量超出GPC的正常检测范围;同时表现出良好的热稳定性,MED和PED失重5%时的对应温度分别为339℃和345℃.也正是这两种作用同时存在,并相互制约,侧基之间产生了一定程度的规整排列,限制了磷酰杂菲基团的转动,降低了其非辐射能量转移,从而相对于MED,使PED在THF溶液中荧光强度得到了明显增强.由于PED在沉淀聚集过程中受到THF和沉淀剂(水或正己烷)的共同影响,在沉淀剂含量达到70%之前,侧基之间难以形成规整排列,其分子链内转动很大程度引起非辐射能量转移,所以随着沉淀剂含量的增加,荧光强度不断降低;然而当沉淀剂含量达到70%以上时,由于水分子能够与两个相互靠近的侧基共同形成基于氢键作用的复合超分子结构,这不仅抑制了磷酰杂菲基团的转动能力,增强了荧光强度,在一定程度上表现出AIEE特性,而且会在450nm处出现新的肩峰,以显示该结构有别于侧基自身的密聚集;但以正己烷为沉淀剂时,因不能形成氢键超分子结构,PED分子链只是无序密聚集,所以表现为只是随着正己烷加入荧光强度不断降低,没有出现荧光红移的现象。     

Nucleophilic addition-triggered lanthanide luminescence allows detection of amines by Eu(thenoyltrifluoroacetone)3

Herein, a novel fluorescent indicator for the real-time monitoring of amines is described. This probe contains a complex of europium-(thenoyltrifluoroacetone)(3) (Eu(TTA)(3)) that efficiently reacts with primary and secondary amines. The electron-withdrawing trifluoroacetyl undergoes a nucleophilic addition with amines, and the complex was used to selectively detect BuNH(2) and Et(2) NH (quenching concentration for BuNH(2): 10(-4) M, for Et(2)NH: 1.2 × 10(-3) M) by monitoring emission; no changes were observed in the emission spectrum of Eu(TTA)(3) in the presence of Et(3)N, [Bu(4)N]Cl, or PhNH(2) in aqueous solution (THF/H(2)O = 1:1). The ratio of emission intensity to amine concentration was linear by the least-squares fitting method.