隨著生態(tài)環(huán)境的日益惡化和健康問題的日益嚴重,有毒離子/分子的超靈敏檢測逐漸受到了科研工作者的廣泛關(guān)注。其中化學熒光傳感器因其操作簡便、靈敏度高、響應(yīng)速度快、易于可視化等特點成為一類新興的超靈敏檢測工具。然而傳統(tǒng)熒光發(fā)色團一般都具有聚集誘導(dǎo)猝滅（ACQ）效應(yīng),這極大地限制了其在熒光傳感器方面的應(yīng)用。2001年出現(xiàn)的聚集誘導(dǎo)發(fā)光（AIE）材料能在聚集狀態(tài)下產(chǎn)生較強的熒光發(fā)射,克服了 ACQ這一屏障,為開發(fā)光穩(wěn)定性高、信噪比強以及具有較大斯托克位移的熒光傳感器提供了新的思路。同時,超分子作用力的動態(tài)可逆性賦予超分子組裝體良好的刺激響應(yīng)性能。因此,超分子非共價鍵相互作用與AIE性質(zhì)相結(jié)合構(gòu)建柱[n]芳烴類超分子AIE組裝材料的研究策略勢必為有毒離子/分子的超靈敏檢測及有效分離提供了新的機遇。本論文在文獻報道和課題組已有工作基礎(chǔ)之上,合理設(shè)計并成功制備了 2種新型的基于柱[5]芳烴的超分子AIE組裝體,通過多種表征手段探究了其組裝機理,此外,重點開發(fā)了兩類柱[5]芳烴AIE組裝體作為熒光傳感器對有毒離子的熒光檢測性能及吸附分離性能。主要研究內(nèi)容如下:1.設(shè)計合成了一種不含任何傳統(tǒng)聚集誘導(dǎo)發(fā)光團（... 

【文章來源】：西北師范大學甘肅省

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

AIE小分子1的分子結(jié)構(gòu)和構(gòu)象旋轉(zhuǎn)異構(gòu)體

第1章柱[n]芳烴超分子聚集誘導(dǎo)發(fā)光體的研究進展3圖1.1AIE小分子1的分子結(jié)構(gòu)和構(gòu)象旋轉(zhuǎn)異構(gòu)體。由于噻咯分子的螺旋槳構(gòu)型使其在聚集狀態(tài)下的π-π堆積作用顯著減弱，分子內(nèi)的自由旋轉(zhuǎn)受到限制，從而減少了非輻射途徑中的能量耗散表現(xiàn)出AIE效應(yīng)。在該理論的指導(dǎo)下，化學家們合成了許多具有螺旋槳構(gòu)型的分子以開發(fā)新的AIE體系，它們大多都是由多個苯基轉(zhuǎn)子和烯烴或芳環(huán)定子組成的。如圖1.2所示，化合物2-6均可作為典型的聚集誘導(dǎo)發(fā)光體[36-38]。圖1.2AIE小分子2-6的分子結(jié)構(gòu)。研究表明，此類傳統(tǒng)的基于四苯乙烯（TPE）、四苯基-1,4-丁二烯、二苯基蒽等的AIE小分子，常具有光活化性能強、光穩(wěn)定性差、易被光氧化等缺點，因此開發(fā)新型聚集誘導(dǎo)發(fā)光體具有十分重要的意義。1.2.2新型AIE小分子在傳統(tǒng)AIE小分子的研究基礎(chǔ)上，科研人員構(gòu)筑了一批新型小分子，以芳香族化合物為基礎(chǔ)，通過引入電子供體和電子受體（D-A）單元對其分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移等性能進行調(diào)控從而實現(xiàn)AIE發(fā)光。2018年唐本忠課題組[39]將4個苯基修飾在1,4,5,8-氮雜蒽（TAA）的四周，合成了聚集誘導(dǎo)發(fā)光體7（圖1.3），它在含水70%的THF溶液中有明顯的藍色聚集誘導(dǎo)熒光（λem=708nm）。以這種具有AIE屬性和強吸電子能力的雜環(huán)芳香族化

第1章柱[n]芳烴超分子聚集誘導(dǎo)發(fā)光體的研究進展4合物7為基礎(chǔ)，將給電子能力較強的二苯胺基和對二苯胺基苯基共價連接在AIE核7的四周，分別獲得了7a和7b。由于D-A效應(yīng)引起7a和7b的熒光發(fā)射具有明顯的紅移現(xiàn)象。其中7a在THF溶液中具有很強的紅色熒光，當fw≥50%時表現(xiàn)出AIE現(xiàn)象。而7a比7b的紅移現(xiàn)象更加明顯，由于共軛體系較大使其在含水比較低時便開始聚集，在fw=50%時顯示最強的AIE熒光。因此，該工作為設(shè)計新型紅光AIE雜環(huán)發(fā)光體提供了新的策略。圖1.3(a)從TAA到7及7a、7b的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的演變過程；(b)熒光強度與含水比的關(guān)系圖。圖1.4水溶性、近紅外AIE分子8a和8b的結(jié)構(gòu)特點及光學性質(zhì)。2018年唐本忠課題組[40]設(shè)計并合成了首例水溶性、近紅外發(fā)光的AIE分子8a和8b。吡啶鹽和季銨鹽基團的存在使它們具有良好的水溶性；強的電子給予-接受基團(D-A)與延長的π-共軛結(jié)構(gòu)能促進分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移（ICT），導(dǎo)致8a和8b具有較長的吸收波長（分別為467nm和480nm）及發(fā)射波長（627nm和708nm）。分子內(nèi)多種基團的轉(zhuǎn)動受限和末端二/三苯胺基團的扭曲構(gòu)象促使它們在THF/H2O

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Calixarene/pillararene-based supramolecular selective binding and molecular assembly[J]. Peiyu Li,Yong Chen,Yu Liu.  Chinese Chemical Letters. 2019(06)
[2]Dynamic materials fabricated from water soluble pillar[n]arenes bearing triethylene oxide groups[J]. Tangxin Xiao,Ling Zhou,Lixiang Xu,Weiwei Zhong,Wei Zhao,Xiao-Qiang Sun,Robert B.P.Elmes.  Chinese Chemical Letters. 2019(02)
[3]Synthesis and electronic properties of expanded 5-（hetero）arylthien-2-yl substituted 3-ethynyl quinoxalines with AIE characteristics[J]. Franziska K.Merkt,Thomas J.J.Müller.  Science China（Chemistry）. 2018(08)



本文編號：3280408