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具有优良的聚集诱导发光(AIE)效应和大的双光子吸收截面值的有机光电功能材料在荧光探针领域有很好的应用前景。本论文主要设计合成了四个体系基于三苯胺类的具有AIE性能的化合物,分别研究了它们的双光子性能和在荧光探针领域的应用。
本文的主要内容包括:第一章简要介绍了AIE效应与双光子吸收的原理,并对其研究进展进行了综述。在此基础上,提出了本论文的设计思路。
第二章设计合成了四个基于三苯胺-均三嗪单枝和双枝衍生物的AIE材料TAPA-1a、TAPA-2a、TAPA-1B和TAPA-2b。化合物的AIE性能研究表明,在三苯胺的末端引入烷基链,能提高其荧光量子产率,同时双枝共轭体系的增大也可以改善其AIE性能;另外,利用Z-扫描技术测试了TAPA-1a、TAPA-2a、TAPA-1b和TAPA-2b在不同溶剂中的双光子吸收截面值(σ),其中在氯仿溶液中的σ值分别为1605、3994、2671和4750GM。在相同条件下,烷基链的引入有利于分子内电荷转移,提高了化合物的双光子吸收截面值,双枝共轭体系的增大同样使化合物的双光子吸收截面值大大的改善。
第三章设计合成了基于星射三苯胺-均三嗪为核的衍生物TAPA-3,该化合物通过引入胸腺嘧啶可以对汞离子选择性识别。化合物TAPA-3具有红光的AIE效应,当TAPA-3与汞离子结合发生聚集时,产生红色荧光。在DMSO-水(v∶v=9∶1)的混合溶剂中,随着汞离子浓度的增加(0~70μM),化合物荧光逐渐增强,当汞离子浓度为70μM时,其荧光强度达到最大,检测限为6.6×10-8M。通过Z-扫描技术测试了化合物TAPA-3在氯仿溶液中的双光子吸收截面值为3328GM。在80fs,800nm的激光激发时,化合物TAPA-3在加入1当量汞离子后有强的红色荧光产生。
第四章设计合成了基于星射三苯胺-均三嗪为核的季铵盐衍生物TAPA-4和TAPA-5。季铵盐、肝素钠分别带有正、负电荷,由于其静电吸引的作用,TAPA-4会与肝素钠发生聚集。由于这两个化合物都具有AIE效应,当与肝素钠接触时会有强的红色荧光产生,化合物TAPA-4对肝素钠的的检测限为1.05×10-8M。
第五章设计合成了基于三苯胺-四苯基乙烯-二芳乙烯的衍生物TPA-TPE-S1和TPA-TPE-S2。四苯基乙烯具有很好的AIE效应,引入三苯胺可以很好的增强化合物的AIE性能,通过吸收光谱和SEM研究证明了在90%水的水-四氢呋喃溶液中形成了纳米颗粒。聚集态时,这两个化合物的荧光强度分别增强I/I0:28、36倍。同时二芳乙烯作为光致变色基团,在364nm波长的照射下,分别在500nm和560nm出现新的吸收峰,表明该类化合物具有光致变色性能。
第六章结论。