本文關鍵詞：新型三苯胺氰基類有機熒光分子的合成及性能研究

  更多相關文章： 三苯胺 氰基 紅色發(fā)光團 熒光分子

【摘要】：由于三苯胺(TPA)及其衍生物具有強的給電子能力和易修飾的分子結構而被廣泛應用于電荷傳輸材料、電致發(fā)光材料以及分子探針等的制備。氰基(-CN)作為一個強吸電子基團,可以提高分子內部電荷轉移程度從而實現(xiàn)對熒光的調控,氰基作為強電子受體已被廣泛用于紅光材料的設計合成中。有機光電材料的設計與發(fā)展中,通過調節(jié)π-共軛體系或側鏈取代基來改善發(fā)光性能的研究一直是研究的熱點。因此,本文設計、合成、表征了一系列三苯胺氰基類有機熒光分子,系統(tǒng)地研究了不同數目吸電子氰基取代基對分子內電荷轉移的影響,并進一步研究了它們的熱穩(wěn)定性和光學性質。電化學表征和理論計算驗證了氰基取代基能很好的調節(jié)電子能級。此外,該化合物對金屬離子有明顯的光學響應。特別是,通過改變Hg2+濃度,表現(xiàn)出吸收光譜的藍移和發(fā)射強度的減弱,表明化合物在高選擇性和靈敏的光學傳感器上具有潛在應用。本文主要研究內容如下:1、以對二甲苯和單�；桨窞槠鹗荚�,通過溴化、Witting反應合成D-π-A-π-D型熒光分子,再與Vilsmeier-Haack試劑(DMF與POCl3)反應制得了雙�；桨费苌�,進一步與丙二腈通過Knoevenagel縮合反應生成3-5三種具有紅色發(fā)光團的三苯胺氰基類熒光分子。并通過核磁共振氫譜、碳譜、紅外光譜和質譜對其結構進行表征。相關特征采用XRD、TGA、DSC等方法進行測試,結果表明化合物具有很好的熱穩(wěn)定性,尤其是多氰基取代基的引入降解溫度升高了40°C左右,擴大了其應用范圍�；衔锒急憩F(xiàn)出一定的結晶性能,而且末端多氰基取代使分子表現(xiàn)出固態(tài)的結晶傾向。通過紫外吸收和熒光發(fā)射光譜研究它們的光學性質,結果表明共軛體系的氰基取代基可以很大程度上增加分子內部電荷轉移,明顯的調節(jié)光學性能。由于固體狀態(tài)下較強的的分子間相互作用或π π*聚集,相對于溶液中化合物3-5在薄膜和固態(tài)下最大吸收波長和最大發(fā)射波長有顯著紅移。相比化合物3和5,多氰基取代的化合物4表現(xiàn)出更明顯的紅移,而且化合物具有適度的熒光壽命和較高的熒光量子產率。不同極性的溶劑中化合物3-5有良好的溶致變色性能。溶劑化效應對熒光發(fā)射波長和斯托克位移具有很大影響,表現(xiàn)出良好的溶劑弛豫現(xiàn)象,其中最大熒光發(fā)射波長有40 nm的紅移。電化學性能測試表明不同數目的氰基取代基可以很好的調節(jié)HOMO和LUMO能級。此外,化合物3-5在DMF溶液中對金屬離子有顯著光學響應。尤其是加入Hg2+離子,三苯胺氰基化合物表現(xiàn)出吸收光譜的藍移,發(fā)射光譜強度也增加或減少,而且在330 nm左右出現(xiàn)一個新峰,這可能是由于Hg2+離子的誘導影響了電子受體氰基和電子供體三苯胺之間的分子內電荷轉移能力,或可能氰基和Hg2+離子之間有新配合物形成。此外,通過密度泛函理論計算進一步研究氰基取代基對D-π-A型三苯胺類衍生物的光學性質的調節(jié)作用。2、通過Suzuki偶聯(lián)反應合成了3和5兩種D-π-A型三苯胺類熒光分子。通過紫外吸收光譜和熒光發(fā)射光譜研究了它們的光學性質,化合物3和5在二氯甲烷溶液中最大吸收波長范圍在399 nm-404 nm,最大發(fā)射波長范圍在472 nm-496 nm,在薄膜下的最大發(fā)射波長范圍為503 nm-538 nm,在固態(tài)下的最大發(fā)射波長范圍為532 nm-546 nm。相比于化合物3,化合物5在二氯甲烷中最大吸收波長和最大發(fā)射波長都有顯著紅移,發(fā)射很強的黃綠色熒光,結果表明吸電子基團具明顯的調節(jié)作用。相比于溶液中,薄膜和固體中的熒光發(fā)射光譜有明顯紅移,這是由于存在“分子效應”。不同極性的溶劑下化合物3-5表現(xiàn)出溶劑化效應,隨溶劑極性增大化合物的吸收峰和發(fā)射峰都表現(xiàn)出明顯的紅移。綜上所述,合成的化合物具有良好光學性能。
【關鍵詞】：三苯胺 氰基 紅色發(fā)光團 熒光分子
【學位授予單位】：西南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O625.6
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-25
• 1.1 引言11
• 1.2 有機發(fā)光材料11-19
• 1.2.1 有機發(fā)光材料的發(fā)展簡介12
• 1.2.2 有機發(fā)光材料分類12-19
• 1.3 D-A型三苯胺類有機熒光小分子19-23
• 1.3.1 D-A型的熒光分子19-20
• 1.3.2 基于三苯胺的D-A型的熒光分子結構的設計20-23
• 1.4 本論文研究意義和主要研究內容23-25
• 第2章 新型三苯胺氰基類紅光分子的合成及性能研究25-45
• 2.1 引言25
• 2.2 實驗部分25-29
• 2.2.1 儀器和試劑25-26
• 2.2.2 目標合成26-29
• 2.3 實驗結果與討論29-44
• 2.3.1 熱性能和表面形態(tài)29-30
• 2.3.2 光物理性質30-36
• 2.3.3 離子檢測36-39
• 2.3.4 電化學性能39-40
• 2.3.5 密度泛函理論研究40-44
• 2.4 本章小結44-45
• 第3章 多氰基取代的三苯胺類熒光分子的合成及性能研究45-54
• 3.1 引言45
• 3.2 實驗部分45-48
• 3.2.1 儀器和試劑45-46
• 3.2.2 目標合成46-48
• 3.3 結果與討論48-53
• 3.3.1 化合物的熱性能48-49
• 3.3.2 光物理性質49-53
• 3.4 本章小結53-54
• 第4章 結論與展望54-56
• 4.1 結論54-55
• 4.2 展望55-56
• 參考文獻56-63
• 附錄63-67
• 致謝67-68
• 在校期間發(fā)表論文68

【相似文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 楊天赦,楊平,王筱梅,施琴芬,蔣宛莉,吳正穎,孫庭;三苯胺多枝化合物光譜性能的研究[J];感光科學與光化學;2004年01期

2 王金芳,孫亞麗,邵科峰,楊聯(lián)明;二苯胺和碘苯反應合成三苯胺[J];化學試劑;2004年01期

3 孟祥麗;黃玉東;牛海軍;雷作濤;;4,4'-二氨基三苯胺的合成與純化[J];有機化學;2007年05期

4 崔建蘭;蔡劍波;曹端林;劉璐;;微波輻射合成4,4′-二甲基三苯胺[J];合成化學;2008年06期

5 佘秋潔;魏志凱;鄭明森;董全峰;;聚三苯胺/活性炭電極的電化學性能研究[J];電化學;2011年01期

6 馬素芳;崔源;蘇瑞飛;姜姍姍;馬少波;張昭;;三苯胺亞胺類化合物的合成[J];合成化學;2012年02期

7 那強,李亞明,張華,萬相見,趙文娟;4,4′,4″-三氨基三苯胺的合成[J];染料與染色;2003年04期

8 文利斌,李海華;三苯胺及衍生物的合成方法綜述[J];化工中間體;2005年11期

9 張衛(wèi)民;馮宇;刁開盛;孫麗;洪芳;蘇智興;胡玉平;;聚(茚并芴-三苯胺)的合成及性能[J];高等學�；瘜W學報;2013年09期

10 徐清,陳紅征,孫景志,汪茫;一種新型含三苯胺二苯乙烯衍生物的合成及性能研究[J];功能材料;2004年05期

中國重要會議論文全文數據庫 前10條

1 葉尚輝;劉云圻;狄重安;呂坤;吳衛(wèi)平;于貴;;苯基聯(lián)二芴為骨架的三苯胺及咔唑系列衍生物合成及性能研究[A];全國第八屆有機固體電子過程暨華人有機光電功能材料學術討論會摘要集[C];2010年

2 陳旭敏;姜標;;三苯胺烯-三嗪的合成及其光致發(fā)光性能的研究[A];中國化學會第27屆學術年會第06分會場摘要集[C];2010年

3 齊勝利;石蕾;田國峰;武德珍;;含咔唑和三苯胺單元聚酰亞胺的合成及其電存儲性能的研究[A];2013年全國高分子學術論文報告會論文摘要集——主題G：光電功能高分子[C];2013年

4 劉磊;王夢巖;呂海軍;顧孟浩;;三苯胺及其衍生物聚集誘導發(fā)光性能研究[A];中國化學會第29屆學術年會摘要集——第16分會：π-共軛材料[C];2014年

5 劉禹;隋國鑫;;新型含三苯胺基團聚酰亞胺的合成與表征[A];2013年全國高分子學術論文報告會論文摘要集——主題G：光電功能高分子[C];2013年

6 夏海建;何嘉挺;田文晶;;星型三苯胺空穴傳輸材料的合成[A];中國化學會第二十五屆學術年會論文摘要集（下冊）[C];2006年

7 莊小東;張斌;陳_g;;偶氮染料封端三苯胺取代聚芴的合成及其光電性能研究[A];2009年全國高分子學術論文報告會論文摘要集（下冊）[C];2009年

8 錢沖;洪光輝;薛鵬沖;盧然;;基于三苯胺功能化的β-二酮硼星型大分子的合成與光物理性質研究[A];2013年全國高分子學術論文報告會論文摘要集——主題G：光電功能高分子[C];2013年

9 韓元利;王文廣;蒲嘉陵;;一種基于三苯胺類光產酸劑的制備與表征[A];中國感光學會第七次全國會員代表大會暨學術年會和第七屆青年學術交流會論文摘要集[C];2006年

10 沈平;趙斌;黃先威;譚松庭;;側鏈含噻吩和三苯胺的PPV衍生物的合成及其光伏性能研究[A];2009年全國高分子學術論文報告會論文摘要集（下冊）[C];2009年

中國博士學位論文全文數據庫 前7條

1 范叢斌;含三苯胺拓撲結構材料制備與光電響應特性研究[D];蘇州大學;2012年

2 夏海建;三苯胺樹枝狀分子的合成及性質研究[D];吉林大學;2008年

3 沈平;含三苯胺、噻吩的有機光伏材料的設計合成及其性質研究[D];湘潭大學;2008年

4 汪天洋;以苯乙烯基三苯胺為電子給體模型化合物的合成與性能研究[D];天津大學;2014年

5 王海營;芳香胺類有機熒光小分子的設計、合成和性能研究[D];蘇州大學;2010年

6 謝玉忠;含咔唑和三苯胺單元席夫堿類發(fā)光材料的合成及其性能[D];東北師范大學;2013年

7 林楹;基于芴的含推—拉電子基團藍色電致發(fā)光材料的合成及性能研究[D];華東理工大學;2011年

中國碩士學位論文全文數據庫 前10條

1 靳永昌;咔唑—三苯胺樹形分子的聚集誘導熒光及其在細胞成像中的應用[D];東南大學;2015年

2 程園遠;體異質結能級調控及其在有機/無機雜化太陽電池中的應用研究[D];南昌航空大學;2016年

3 孫娜;新型三苯胺氰基類有機熒光分子的合成及性能研究[D];西南大學;2016年

4 張偉;三苯胺席夫堿類化合物的合成及光學性能研究[D];山西大學;2015年

5 朱晴;側鏈三苯胺端基化發(fā)光分子的合成及光電性能研究[D];吉林大學;2012年

6 蔡劍波;微波促進三苯胺及其衍生物的合成[D];中北大學;2008年

7 張文斌;基于三苯胺高分子阻變存儲與突觸仿生研究[D];寧波大學;2015年

8 朱磊;三苯胺樹枝分子材料合成及其光學性能的研究[D];蘇州大學;2009年

9 曹棟梁;三苯胺—氰基類熒光分子的合成及研究[D];西南大學;2014年

10 蔣生輝;含三苯胺、苯并噻二唑聚苯乙烯撐衍生物和三苯胺有機染料的合成及光伏性能研究[D];湘潭大學;2011年

，

本文編號：657062