發(fā)布時(shí)間：2020-06-15 00:18

【摘要】：熒光的產(chǎn)生與特定的分子結(jié)構(gòu)及聚集態(tài)結(jié)構(gòu)有關(guān),理解特定分子結(jié)構(gòu)及聚集態(tài)與熒光的關(guān)系對構(gòu)建熒光材料具有重要意義。帶有芳香環(huán)的剛性結(jié)構(gòu)是傳統(tǒng)的熒光基團(tuán),而目前許多僅含有叔胺,C=C,C≡C,C=O,-OH以及酰亞胺等簡單官能團(tuán)的小分子也具有熒光,其發(fā)光單元、發(fā)光機(jī)理與傳統(tǒng)的熒光分子不同:(1)沒有明顯的剛性大共軛基團(tuán),通常是非共軛雙鍵結(jié)構(gòu)及易形成氫鍵的基團(tuán);(2)稀溶液中熒光較弱,高濃度或固態(tài)條件下熒光較強(qiáng);(3)發(fā)光機(jī)理還沒有達(dá)成共識(shí)�，F(xiàn)在含有非傳統(tǒng)熒光基團(tuán)的熒光物質(zhì)的研究多集中于高分子、氨基酸等物質(zhì)。我們的前期工作表明,不含大共軛結(jié)構(gòu)的羧酸銨鹽小分子和含氮雜環(huán)咪唑啉衍生物具有熒光。本論文主要研究這兩類物質(zhì)結(jié)構(gòu)與熒光性質(zhì)之間的關(guān)系,從單晶結(jié)構(gòu)結(jié)合理論計(jì)算分析、闡明其發(fā)光機(jī)理,并對其應(yīng)用進(jìn)行初步探索。本論文對擴(kuò)展熒光分子的研究范圍,豐富熒光發(fā)光機(jī)理具有重要的意義。本文具體研究內(nèi)容如下:1.通過中和反應(yīng)合成了一系列一元羧酸-銨鹽小分子,總結(jié)原料結(jié)構(gòu)、外界因素對產(chǎn)物熒光性質(zhì)的影響并探索其發(fā)光機(jī)理;選用不同鏈長的一元酸(甲酸、乙酸和丙酸)分別與乙二胺反應(yīng),比較其熒光性質(zhì)的差異;選用乙胺、二乙胺和乙二胺分別與乙酸反應(yīng),比較有機(jī)胺對其產(chǎn)物熒光性質(zhì)的影響;培養(yǎng)乙酸-乙二銨鹽的單晶,探索固態(tài)熒光機(jī)理,并在此基礎(chǔ)上明確液態(tài)下的熒光發(fā)射機(jī)制;研究溫度、pH值對一元羧酸-銨鹽熒光性質(zhì)的影響及其用于金屬離子檢測。2.合成一系列多元羧酸銨鹽,系統(tǒng)研究多元羧酸結(jié)構(gòu)及外界因素對多元羧酸銨鹽熒光性質(zhì)的影響。選取乙二胺分別與不同的多元羧酸(乙二酸、丙三羧酸和乙二胺四乙酸)反應(yīng),比較三種產(chǎn)物熒光量子產(chǎn)率;研究乙酸-乙二銨鹽與乙二酸-乙二銨鹽熒光性質(zhì)差異的原因,探究溫度、pH值對乙二酸-乙二銨鹽熒光性質(zhì)的影響及其在金屬離子檢測上的應(yīng)用。3.研究一系列含咪唑環(huán)的化合物的熒光性質(zhì),并對其熒光發(fā)射機(jī)理進(jìn)行初步探索。一系列含有咪唑環(huán)結(jié)構(gòu)的化合物咪唑啉、2-甲基咪唑啉(2MZ)和2-乙基咪唑啉均具有藍(lán)色熒光,并且取代基脂肪鏈長抑制熒光的發(fā)射。咪唑環(huán)存在的不飽和鍵和環(huán)結(jié)構(gòu)增加了分子的剛性和平面性,使發(fā)生熒光成為可能。此外,對稱位置的電子供體(NH-)的存在有利于熒光的增強(qiáng),主要原因是由于P-π的共軛作用,提高了π電子共軛程度。4.將2MZ與乙酸構(gòu)建羧酸銨鹽體系,對比成鹽前后熒光性質(zhì)的變化,進(jìn)一步明確羧酸銨鹽結(jié)構(gòu)對熒光產(chǎn)生的作用。1)~1H-NMR、ESI-MS、紅外和單晶衍射表征證明2MZ和乙酸成功以羧酸銨鹽的形式結(jié)合生成2-甲基咪唑啉-乙酸鹽(2MZA),討論成鹽前后結(jié)構(gòu)對熒光性質(zhì)的改變;2)2MZ和2MZA溶液均可以實(shí)現(xiàn)對Fe~(3+)的快速識(shí)別,且靈敏度較高;此外成鹽后的溶液在pH=2.0-5.0范圍內(nèi)的熒光強(qiáng)度變化呈線性增加,可作為定量檢測pH值為2.0-5.0范圍內(nèi)的pH傳感器。綜上所述,本文制備的一系列羧酸銨鹽熒光小分子合成簡單、結(jié)構(gòu)明確,對其熒光機(jī)理的探究有助于新型非傳統(tǒng)熒光化合物的挖掘和發(fā)光機(jī)理研究的發(fā)展。在傳感器、生物探針等方面具有潛在的用途。
【學(xué)位授予單位】：濟(jì)南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TQ226.31
【圖文】：

過程如圖 1.1 所示，有機(jī)化合物分子在入射光的態(tài)，隨后快速下降到激發(fā)態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí) S1后通過輻射衰變釋放出熒光或磷光。這就是熒被認(rèn)為是探索高效熒光光化合物的重要理論依據(jù)

圖 1.1 上半部分展示了部分中存在共軛不飽和基團(tuán)或芳香環(huán)，。但是，近年來發(fā)現(xiàn)某些有機(jī)化合=C，C≡C，C=O，-OH 以及酰亞胺團(tuán)，它們在適當(dāng)條件下，卻也可以非傳統(tǒng)熒光大分子和小分子兩類。

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本文編號(hào)：2713588