本文選題：BODIPY + 斯托克斯位移��； 參考：《聊城大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：硼氟二吡咯(BODIPY)作為一類經(jīng)典的有機(jī)硼氟化合物,因其優(yōu)良的光物理性質(zhì)而為人們所熟知。這類化合物具有較高的摩爾吸收系數(shù)和熒光量子產(chǎn)率以及波長可調(diào)等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于熒光探針和成像、光捕獲系統(tǒng)等領(lǐng)域。但是經(jīng)典BODIPY熒光斯托克斯位移較小(7-15 nm),分子自吸收嚴(yán)重。另外,聚集誘導(dǎo)熒光猝滅的特性導(dǎo)致BODIPY熒光分子在固態(tài)聚集條件下幾乎不發(fā)光。因此,近些年來化學(xué)家們則致力于設(shè)計(jì)合成具有大Stokes位移和高效固態(tài)發(fā)光的BODIPY類熒光分子。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),本論文以嘧啶為核心設(shè)計(jì)合成一系列具有大Stokes位移和高效固態(tài)發(fā)光的新型硼氟熒光分子。對(duì)所得到的分子進(jìn)行光譜性質(zhì)分析、單晶結(jié)構(gòu)解析并結(jié)合理論計(jì)算對(duì)其發(fā)光性能之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)進(jìn)行了詳細(xì)研究。內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)部分:1.首先采用N^N不對(duì)稱雙齒配體策略,通過2-吡啶乙腈與4,6-二氯嘧啶的共軛,合成了嘧啶-吡啶類硼氟熒光分子1-8。該類化合物不僅在溶液中具有優(yōu)良的發(fā)光性能(0.13-0.90),在固態(tài)粉末狀態(tài)也表現(xiàn)出中等的熒光量子產(chǎn)率(0.18-0.36)。發(fā)射波長能夠通過不同官能團(tuán)的修飾進(jìn)行調(diào)控,并且波長的移動(dòng)范圍還可以通過理論計(jì)算進(jìn)行預(yù)測。研究結(jié)果表明,通過N^N不對(duì)稱雙齒配體策合成的熒光分子,能夠改善經(jīng)典BODIPY聚集誘導(dǎo)熒光猝滅的特性,但是若想應(yīng)用于固體發(fā)光材料,化合物的熒光量子產(chǎn)率還需進(jìn)一步提高。另外,化合物4、5和7表現(xiàn)出可逆的較為靈敏的壓敏響應(yīng)熒光性能。這種合成路線短、結(jié)構(gòu)修飾簡單易行、溶液中及固態(tài)粉末條件下均具有良好光物理性能的化合物,有望進(jìn)一步應(yīng)用到壓敏等智能材料領(lǐng)域。2.為了得到高效固態(tài)發(fā)光的熒光分子,本文第三章內(nèi)容在N^O不對(duì)稱的基礎(chǔ)上結(jié)合AIE策略設(shè)計(jì)合成了嘧啶-烯酮類的熒光分子9-12。該系列化合物表現(xiàn)出AIE效應(yīng)、波長可調(diào)、大Stokes位移以及高固態(tài)熒光量子產(chǎn)率。另外,化合物12還表現(xiàn)出可逆的壓力刺激響應(yīng)行為,化合物12的固態(tài)粉末自然狀態(tài)下結(jié)構(gòu)堆積較為松散,若給予一定的壓力進(jìn)行研磨,分子結(jié)構(gòu)的平面性能增加,π共軛程度得到延伸,促進(jìn)ICT效應(yīng)增強(qiáng),發(fā)射波長紅移。這類有高固態(tài)量子產(chǎn)率和對(duì)壓力刺激敏感的化合物具有應(yīng)用到熒光智能材料等領(lǐng)域的潛力。3.由于雙核硼熒光分子的π共軛程度遠(yuǎn)大于單核硼熒光分子,在光電子器件等領(lǐng)域具有更大的應(yīng)用潛力。本文第四章內(nèi)容將嘧啶上的兩個(gè)氯原子均用2-苯基苯乙酮取代,合成BF2和BPh2絡(luò)合的雙核硼熒光分子13-15。固態(tài)粉末條件下化合物13-15的熒光量子產(chǎn)率分別為0.12,035,0.18。由于苯環(huán)數(shù)量的增加,導(dǎo)致該系列化合物在溶液中也具有適中的熒光量子產(chǎn)率�；衔�13-15與單核硼分子9-12相比吸收和發(fā)射波長發(fā)生明顯紅移,其中發(fā)射波長紅移至遠(yuǎn)紅光區(qū)域。該類分子在溶液以及固體條件下的熒光發(fā)射,使其有望進(jìn)一步應(yīng)用于熒光成像及固態(tài)發(fā)光材料等領(lǐng)域。
[Abstract]:Borofluorine two pyrrole (BODIPY), as a class of classical organic borofluorine compounds, is well known for its excellent photophysical properties. These compounds have the advantages of high molar absorption coefficient, fluorescence quantum yield and wavelength tunability, and are widely used in the fields of fluorescence probe and imaging, optical capture system and so on. But classic BODIPY The fluorescence Stokes shift is smaller (7-15 nm), and the molecular self absorption is serious. In addition, the characteristics of the fluorescence quenching induced by aggregation lead to the almost non luminescence of the BODIPY fluorescent molecules under the solid-state aggregation condition. Therefore, in recent years, chemists have been devotes to the design and synthesis of BODIPY type fluorescent molecules with large s tokes displacement and high efficiency solid state luminescence. In this paper, a series of new boron fluorofluorescence molecules with large s tokes displacement and high efficiency solid state luminescence are designed and synthesized with pyrimidine as the core. The spectral properties of the obtained molecules are analyzed. The crystal structure analysis and theoretical calculation are used to study the correlation between the luminescence properties. The following parts: 1. first, using the N^N asymmetric ditoothed ligand strategy, the pyrimidine pyridine pyridine fluorofluorescence molecule 1-8. is synthesized by the conjugation of 2- pyridine acetonitrile and 4,6- chlorouracil, which not only has excellent luminescence properties (0.13-0.90) in the solution, but also shows a medium fluorescence quantum yield (0.18-0) in the state of solid powder (0.18-0). .36). The emission wavelengths can be regulated by the modification of different functional groups, and the range of the wavelength can be predicted by theoretical calculation. The results show that the fluorescence molecules synthesized by the asymmetric biolant ligand of N^N can improve the characteristics of the fluorescence quenching of the classical BODIPY aggregation, but if they want to be applied to solid luminescence The fluorescence quantum yields of the materials and compounds need to be further improved. In addition, the compounds 4,5 and 7 show a reversible and sensitive pressure sensitive response fluorescence. The synthetic route is short, the structural modification is easy and the compound with good light rational energy in both the solution and the solid powder condition is expected to be further applied to the pressure sensitive intelligence. .2. in order to obtain high efficiency solid luminescent molecules in the field of energy materials, the third chapter of this article is to design and synthesize the pyrimidine - allenone fluorescent molecule 9-12. on the basis of N^O asymmetry and the AIE strategy. The series of compounds show the AIE effect, the wavelength is adjustable, the large s tokes displacement and the high solid fluorescence quantum yield. In addition, compound 12 also It shows a reversible pressure stimulus response, and the structure of the compound 12 is loosely packed in the natural state of the powder. If a certain pressure is grind, the plane properties of the molecular structure are increased, the degree of pi conjugation is extended, the ICT effect is enhanced and the emission wavelength is red shift. This kind of high solid quantum yield and pressure irritation sensitivity The potential compounds have the potential to be applied to the field of fluorescent intelligent materials.3. because the conjugated degree of the biuclear boron fluorescent molecules is far greater than that of the mononuclear boron fluorescent molecules, and has a greater potential for application in the fields of optoelectronic devices. In the fourth chapter, the two chlorine atoms on pyrimidine were substituted by 2- phenyl acetophenone to synthesize BF2 and BPh2 collaterals. The fluorescence quantum yield of compound 13-15 with 13-15. solid powder is 0.12035,0.18. because of the increase of the number of benzene ring, which leads to the moderate fluorescence quantum yield in the solution. Compound 13-15 and mononuclear boron molecule 9-12 phase absorption and emission wavelength obviously red shift, The medium emission wavelength is red to the far red region. The fluorescence emission of these molecules in solution and solid conditions is expected to be further applied to the fields of fluorescence imaging and solid-state luminescence.
【學(xué)位授予單位】：聊城大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O657.3

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本文編號(hào)：2102072