瓜环诱导多环芳烃类化合物的流体室温磷光及机理研究

摘要

磷光是由于被激发分子经历非辐射的系间窜跃到达亚稳的三重态，再发生辐射跃迁至基态而产生的发射。相对荧光而言，磷光具有发射波长更长，激发光干扰小，分辨率高、寿命更长、更易实现时间分辨测量；磷光的发光量子产率比荧光低，但选择性更好的特点。同时，磷光由于是三重态的禁阻跃迁，易于受O2等外部环境的影响而猝灭，室温下很难观察到磷光。
　　Cline Love等建立的环糊精诱导室温磷光分析法是流体室温磷光(RTP)方法中最具分析应用价值的方法之一。其诱导作用是外部重原子微扰剂和发光分子同时进入环糊精空腔（CD），形成三分子包结物,借助重原子提高发光分子系间窜跃几率和CD空腔的保护性作用，是诱导室温磷光的重要原因，并提出了三分子包络平衡模型。CD空腔尺寸对客体分子有空间配匹的要求，同时CD-RTP也具有存在白色雾状沉淀、散射光强、在线分析的应用受到限制以及受CD腔径和包结限制等局限性。
　　瓜环（葫芦脲，cucurbi[n]turil[n=5～12]）是一类新型的大环笼状主体化合物，其两端口尺寸相同，空腔直径大于端口直径。随着聚合度的增加，其空腔直径也随之增加。与环糊精相似，瓜环具有内疏水外亲水的空腔结构，理论上应该对发光分子激发态具有保护作用，课题组的前期工作也证实了这一推断。
　　本文首次发现聚合度较小的五元瓜环（Q[5]）可以诱导α-萘酚、β-萘酚发射强而稳定的室温磷光，通过X射线单晶衍射对Q[5]-β-萘酚-KI晶体结构的测定，建立了五元瓜环诱导β-萘酚产生磷光的作用模式。小尺寸的瓜环对较大分子尺寸的发光体的诱导作用是基于在众多五元瓜环堆积形成的柱状孔道结构中存在的孔穴空间提供了容纳发光体及重原子的空间，这种作用模式有别于传统的环糊精诱导三分子包结模式，较合理的解释了所观察到的实验现象。
　　以Q[5]为诱导剂，KI作重原子微扰剂，在Na2SO3除氧或以TlNO3为重原子微扰剂且不除氧的条件下，均可实现α-萘酚、β-萘酚的流体室温磷光发射，并对各体系的分析性能进行了测定。对相同条件下，五元瓜环与改性五元瓜环诱导发光体磷光性质进行了比较。
　　以八元瓜环作诱导剂，KI为重原子微扰剂、在Na2SO3除氧的条件下，对α-萘酚、β-萘酚、菲、芴的流体室温磷光发射条件及性质进行了研究，测试了各体系的分析性能。
　　较系统的研究了新型大环化合物瓜环诱导多环芳烃化合物的流体室温磷光发射，体系具有良好的分析性能。特别是对低聚合度、小空腔的五元瓜环也能诱导发光体实现RTP发射的研究，拓展了瓜环系列化合物在磷光分析中的应用。

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第一章 前言与综述

1.1 瓜环概述及性质

1.2 瓜环的应用

1.3 磷光的产生及发展

1.4 流体室温磷光分析方法的分类

1.5 瓜环诱导室温磷光

1.6 本文工作

第二章 瓜环诱导萘酚室温磷光研究

2.1 实验部分

2.2 结果与讨论

2.3 本章小结

第三章 瓜环诱导菲、芴室温磷光研究

3.1 实验部分

3.2 结果与讨论

3.3 本章小结

第四章 结 论

致谢

参考文献

研究生学习期间发表文章和参加研究的课题

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