基于四苯乙烯基团的新型聚集诱导发光材料的合成及光电性质研究

摘要

荧光材料在光电功能器件、新一代显示技术和传感器的研究中占有非常重要的地位。但是传统荧光材料大多都存在着一个严重的问题:在溶液中发光性能很好,而在不良溶剂中聚集或制备成薄膜状态时,荧光急剧下降,也就是发生了荧光淬灭。由于在实际应用中,很多都是需要荧光体的固体或薄膜状态,这就大大限制了该类荧光体的具体应用。2001年,Tang等发现的聚集诱导发光现象,与这一现象完全相反,很好的解决了这一问题,为该类荧光体的发展开辟了新的思路。四苯乙烯(TPE),作为典型的聚集诱导发光小分子,由于其合成简单,易于修饰等特性,引起了人们广泛的关注,愈来愈多的人投身到这一研究之中。
　　本文从分子设计的角度出发,以具有聚集诱导发光性质的四苯乙烯为核心,分别合成了带乙酰丙酮基团和咪唑基团的两种新型聚集诱导发光化合物P1和P2。并且,对合成的一系列中间体和目标产物进行了表征,确定了合成的就是我们设计的物质。
　　研究目标产物的光学性质发现,在四氢呋喃(THF)中加入不良溶剂水时,随着水组分的增加,荧光急剧增强,也就是说我们合成的物质为典型的聚集诱导发光物质。探究了合成物质的紫外吸收光谱和荧光光谱,结果表明:化合物发蓝光,随着溶剂极性的增加,吸收峰会发生蓝移。
　　由于乙酰丙酮基团的引入赋予了目标产物P1优秀的配位能力,因此我们研究了不同离子对P1的THF溶液荧光的影响。研究发现,在将Cu2+,Cd2+,Mn2+,Na+, Ni2+,Ag+,Ca2+,Fe2+,Hg2+,K+,Mg2+,Pb2+加入到P1的THF/H2O混合溶液中时,溶液荧光变化不大,但是在加入 Zn2+时,荧光强度急剧上升,并随 Zn2+的加入量呈线性变化。因此,它具有应用到化学传感器中的离子探针的潜能。
　　通过大量实验,探讨了某些化合物的实验条件,例如物料配比,反应温度,反应时间,加入催化剂的量等,最终确定了最佳合成条件。了解了实验过程中的影响因素,并对有些传统的实验流程进行了改进,简化了实验方案,解决了实验中的一些问题,提高了产率。

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第一章 文献综述

1.1引言

1.2 聚集诱导发光材料的种类与研究进展

1.3 聚集诱导发光的发光机理

1.4 聚集诱导发光材料的应用研究

1.5 课题提出的意义

第二章 聚集诱导发光化合物的合成

2.1引言

2.2仪器

2.3原料及试剂

2.4 化合物的合成路线

2.5化合物编号和名称

2.6 实验合成步骤

2.7 小结

第三章 实验结果讨论

3.1 4,4′-二甲基二苯甲酮合成条件的讨论

3.2 1,1,2,2-对四甲苯乙烯合成条件的讨论

3.3 1-(4-溴甲基)苯基-1,2,2,-三对甲苯乙烯合成条件的讨论

3.4 目标产物P1合成条件的讨论

3.5 二苯甲酮合成条件的讨论

3.6 四苯乙烯合成条件的讨论

3.7 1,1,2,2-四(4-溴苯基)乙烯合成条件的讨论

3.8 目标产物P2合成条件的讨论

3.9 小结

第四章 四苯乙烯衍生物的光电性质研究

4.1 前言

4.2 紫外吸收光谱

4.3 荧光光谱

4.4 聚集诱导发光性质

4.5 离子传感性质

4.6 电化学性质

4.7小结

第五章 结论

致谢

参考文献

附录Ⅰ：研究生期间发表的论文：

附录Ⅱ：缩写英文字母对照表