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基于四硫富瓦烯(TTF)的可逆氧化还原性质,和四苯乙烯(TPE)的聚集诱导发光特性,设计并合成了若干有机功能分子,对它们的性质进行了研宄。研究成果摘要如下:
1.设计并合成了若干基于杯[4]芳烃的新型给一受体(D-A)分子,在杯[4]芳烃下沿衍生出TTF、醌(Q)基团。紫外-可见吸收光谱、电子顺磁共振光谱表明,在引入适当的金属离子(Sc3+、Pb2+、Zn2+)后,能够诱导电子从TTF到O的转移,这表明给、受体在空间距离上的靠近,有利于分子内电子转移的发生。进一步,在杯[4]芳烃下沿衍生出TTF、Q及冠醚环等功能基团。Na+可以与冠醚环紧密络合,由于静电排斥作用而将zn2+“挤出”体系,进而抑制了电子转移,却对Sc3+或Pb2+诱导的电子转移过程影响极小。有趣的是,在被抑制的体系中,继续加入Sc3+或Pb2+,电子转移过程又能够重新发生,从而实现了利用不同金属离子进行对电子转移过程的调控。
2.基于四苯乙烯的聚集诱导发光特性,设计并合成了四苯乙烯羧酸盐的新型水溶性探针分子。通过荧光光谱、紫外一可见吸收光谱、动态光散射等实验,证明该探针分子在水溶液中能与Zn2+发生分子间络合而形成聚集体,引起体系荧光显著增强,实现了水相中对Zn2+的选择性检测。
3.设计并合成了两种基于四苯乙烯的小分子凝胶因子,分别为(1)含苯丙氨酸二肽与四苯乙烯基团的凝胶因子,其溶液基本没有荧光,但形成凝胶后荧光显著增强(为单组份凝胶),该凝胶具有良好的热可逆性,通过“凝胶溶液(Gel-Sol)”相转变,实现了荧光的可逆调控;(2)将三聚氰酸基团连接到四苯乙烯上,利用其与三聚氰胺之问的多重氢键作用,形成强荧光的双组份有机小分子凝胶。研究发现,二者比例为1:1时,所形成凝胶的强度最大(相转变温度T。最高)。凝胶久置后会转化为另一种双组份自组装形态,即析出沉淀且其微观形貌在不同溶剂中有所不同,在四氯化碳/甲醇中表现为纤维,而在苯/甲醇中表现为微球。此外,与胸腺嘧啶特异识别作用类似,Hg2+能直接破坏这些双组份组装结构(即凝胶、纤维、微球)。