發(fā)布時(shí)間：2018-03-14 15:48

  本文選題：非經(jīng)典π-凝膠　切入點(diǎn)：苯并咪唑　出處：《吉林大學(xué)》2017年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：由于在有機(jī)光伏器件、太陽(yáng)能電池、有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管(OFET)、藥物傳輸、分子識(shí)別等領(lǐng)域顯示出重要的應(yīng)用價(jià)值,基于含氮雜環(huán)化合物7π-共軛有機(jī)小分子凝膠劑得到了人們廣泛關(guān)注。一方面,因?yàn)棣?共軛體系的存在,凝膠纖維中的有序排列有利于將信號(hào)放大,從而實(shí)現(xiàn)分子間的光電等信息傳輸;另一方面,基于含氮雜環(huán)化合物的小分子凝膠,具有優(yōu)異的光學(xué)和電化學(xué)的性質(zhì),不僅能夠提高材料的電子或空穴傳輸能力,還能提高材料的化學(xué)穩(wěn)定性。。本文設(shè)計(jì)合成了具有良好組裝性能的氰乙烯基苯并咪唑衍生物與含有苯并六元雜化的β-亞胺酮及其二氟化硼絡(luò)合物,通過(guò)分子的凝膠化獲得了具有優(yōu)異發(fā)光性能的有機(jī)納米結(jié)構(gòu),并研究了它們?cè)跈z測(cè)酸蒸氣中的熒光傳感性能。取得了以下創(chuàng)新性研究結(jié)果:合成了端基分別為咔唑和三苯胺的咔唑基氰乙烯基苯并咪唑衍生物CCBM和TCBM。發(fā)現(xiàn),在超聲誘導(dǎo)下,CCBM在甲苯/叔戊醇(v/v=1/10)以及甲苯/異丁醇(v/v= 1/10)中能形成成凝膠,其最小成凝膠濃度分別為2.4 × 10-3M和4.3 × 10-3M;TCBM在甲苯/叔戊醇(v/v=1/15)中的最小成凝膠濃度是4.9× 10-3M。通過(guò)對(duì)它們?cè)诔赡z過(guò)程中的紫外-可見(jiàn)吸收和熒光光譜研究發(fā)現(xiàn),π-π相互作用是其成凝膠的主要驅(qū)動(dòng)力。盡管CCBM和TCBM在溶液中的發(fā)光比較弱,但是它們?cè)谀z相及干凝膠薄膜中卻發(fā)出強(qiáng)烈的黃色熒光,表明它們具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光(AIE)性質(zhì)。此外,隨著水含量的增大CCBM和TCBM在水/四氫呋喃(THF)中的發(fā)光強(qiáng)度不斷增大,進(jìn)一步證實(shí)它們?yōu)锳IE材料值得一提的是,三氟乙酸能顯著地猝滅CCBM和TCBM在水/THF(水含量≥ 90%)的熒光可見(jiàn),所合成的非水溶性熒光染料可實(shí)現(xiàn)在水相中檢測(cè)酸。此外,通過(guò)CCBM和TCBM的凝膠化過(guò)程制備了能發(fā)射較強(qiáng)黃色發(fā)光的干凝膠薄膜,發(fā)現(xiàn)三氟乙酸蒸氣能顯著地、快速猝滅薄膜的熒光。我們還發(fā)現(xiàn)薄膜的厚度對(duì)其熒光檢測(cè)性能具有顯著的影響,薄膜越薄,檢測(cè)限越低,響應(yīng)速度越快。以CCBM為例,厚度為1.73μm的干凝膠薄膜對(duì)三氟乙酸蒸氣的檢測(cè)限和響應(yīng)時(shí)間分別為8.0 ppm和2.5 s,而厚度為0.21μm的干凝膠薄膜對(duì)三氟乙酸蒸氣的檢測(cè)限和響應(yīng)時(shí)間分別下降到0.33 ppm和0.38 s。因此,具有AIE性能的π-凝膠劑的凝膠化可用來(lái)制備具有高效熒光傳感性能的有機(jī)納米材料。合成了苯甲�；谆螓u代苯甲�；谆〈泥高⑧�、1,3-二嗪衍生物1A-8A及相應(yīng)的β-亞胺酮二氟化硼絡(luò)合物1B-8B。盡管上述分子中不含有經(jīng)典的膠凝化單元(如:長(zhǎng)烷基鏈、膽甾醇單元、氫鍵給受體等),但是多數(shù)化合物在有機(jī)溶劑中能形成穩(wěn)定的凝膠。我們發(fā)現(xiàn)鹵素原子對(duì)化合物的成凝膠能力具有顯著影響,溴代苯取代的喹喔啉β-亞胺酮及其二氟化硼絡(luò)合物4A和4B比與其結(jié)構(gòu)類(lèi)似的F、CI和I取代的化合物2A-2B、3A-3B和5A-5B具有更強(qiáng)的成凝膠能力�；�4B的單晶衍射數(shù)據(jù)、干凝膠的粉末XRD衍射數(shù)據(jù)以及凝膠化過(guò)程中電子光譜的變化的情況,我們認(rèn)為π-π、C-H…F和C-H…Br相互作用是4B成凝膠的主要驅(qū)動(dòng)力。此外,我們得到了目前報(bào)道過(guò)的分子量最小的非經(jīng)典凝膠劑:含有溴代苯的1,3-二嗪衍生物8A。盡管鹵代苯甲酰基甲基取代的喹喔啉3A-5A在溶液中的發(fā)光很弱,但是它們?cè)谀z相中能發(fā)射很強(qiáng)的熒光,這是由于聚集誘導(dǎo)發(fā)光引起的。相應(yīng)的二氟化硼絡(luò)合物3B-5B在溶液、凝膠和固體中均能發(fā)射很強(qiáng)的熒光。特別地,基于4B的干凝膠薄膜的熒光能被三氟乙酸蒸氣快速地猝滅,結(jié)果表明,薄膜對(duì)三氟乙酸蒸氣的響應(yīng)時(shí)間和檢測(cè)限分別為0.5s和0.17 ppm。該工作為非經(jīng)典π-共軛凝膠劑的設(shè)計(jì)提供了新策略。綜上,共軛分子的凝膠化過(guò)程是制備具有較強(qiáng)發(fā)光性能的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單方法,由于獲得的干凝膠薄膜中含有大量的相互纏繞的納米纖維及大量的空隙,有利于待測(cè)分子在薄膜上的吸附和擴(kuò)散,從而提高材料的熒光傳感性能。此外,在稠雜環(huán)衍生物通過(guò)π-π相互作用組裝成的一維納米纖維上有利于激子遷移,進(jìn)而放大熒光響應(yīng)信號(hào),這也是凝膠纖維薄膜具有優(yōu)異熒光傳感性能的重要原因。因此,該工作為制備具有高效熒光傳感性能的有機(jī)納米結(jié)構(gòu)提供了策略。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：O626

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本文編號(hào)：1611880