含酚类衍生物的三枝BODIPY荧光化合物的合成及其光物理性能

摘要

BODIPY(氟硼二吡咯)荧光化合物结构在近几年得到迅速的发展，其具有较高的荧光量子产率和摩尔消光系数、稳定的光谱性质、良好的光学稳定性、分子结构易于修饰等优点。本文以三聚氯氰为原料，通过亲核取代反应，在三聚氯氰结构上引入了酚类基团，合成了4个中间体，进而又合成了4个新型的BODIPY类三枝荧光化合物结构，并对其光谱性质进行了测定。合成的这些中间体及荧光化合物通过核磁、红外、质谱进行表征，均未见文献报道。
　　首先，本文探讨了4个中间体合成的反应顺序、物质的配比、加料方式等条件，得到了合适的反应路线:
　　(1)三聚氯氰的取代顺序:先用酚类衍生物取代，再用对羟基苯甲醛取代;且选用三聚氯氰∶苯酚∶对羟基苯甲醛=1.0∶0.9∶1.3的摩尔比进行投料。
　　(2)在合成中间体的过程中选择N，N-二异丙基乙胺(DIEA)作为缚酸剂较为理想。
　　(3)用二乙胺和DIEA(1∶1)的混合物，通过一锅法串联反应完成了二乙胺的取代及硼配位反应。
　　(4)对合成荧光化合物的后处理过程进行了优化，找到了合适的洗脱剂及分离方法。
　　其次，测定了4种荧光化合物的紫外-可见吸收光谱和荧光光谱，结果表明:
　　(1)同种荧光化合物在不同的溶剂中的最大吸收波长有所不同，但不同的荧光化合物在同种溶剂中的最人吸收波长相同。4种荧光化合物在甲醇、环己烷、三氯甲烷中的最大吸收波长分别为499 nm、503 nm、504 nm。
　　(2)三聚氯氰上引入不同结构的酚类衍生物，对荧光化合物的最大发射波长的影响不大。
　　(3)该类荧光化合物具有较高的摩尔消光系数和荧光量子产率。

目录

摘要

注释表

第一章 绪论

1．1 概述

1．2 荧光

1．2．1 荧光产生的机理

1．2．2 分子结构对荧光的影响

1．3 分子荧光传感器的结构

1．3．1 分子识别基团(Accepter)

1．3．2 荧光信号基团

1．4 BODIPY的研究

1．4．1 BODIPY的性质及结构

1．4．2 BODIPY的研究进展

1．4．3 BODIPY类衍生物的合成

1．4．4 BODIPY类衍生物

1．5 还原型PET机理及氧化型PET机理

1．6 本课题研究基础及研究内容

1．6．1 本文的研究基础

1．6．2 本文的研究内容

第二章 实验部分

2．1 实验仪器

2．2 实验药品及试剂

2．3 试剂处理

2．3．1 四氢呋喃(THF)的处理

2．3．2 石油醚的处理

2．3．3 对羟基苯甲醛的处理

2．3．4 分子筛的活化处理

2．3．5 三乙胺的处理

2．4 实验操作

2．4．1 中间体的合成过程

2．4．2 荧光化合物的合成过程

2．5 摩尔消光系数的测定

2．5．1 溶液的配制

2．5．2 摩尔消光系数的测定

2．6 荧光量子产率的测定

2．6．1 标样和待测样的配制

2．6．2 紫外-可见吸收和荧光光谱的测定

第三章 结果与讨论

3．1 实验的探究

3．1．1 中间体的合成探究(以中间体1a作为实验探讨)

3．1．2 荧光化合物的合成探究

3．2 产物的结构分析

3．2．1 中间体的结构分析

3．2．2 荧光化合物的结构分析

3．3 产品的物理性质

3．4 摩尔消光系数ε

3．4．1 紫外-可见吸收光谱分析

3．4．2 紫外-可见吸收光谱吸光度分析

3．4．3 摩尔消光系数ε

3．5 荧光量子产率

3．5．1 荧光的激发和发射光谱分析

3．5．2 实验数据处理

第四章 总结与展望

4．1 总结

4．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表或已完成的学术论文

附录