并环Aza-BODIPYs与功能化BODIPYs分子的设计合成及性质研究

摘要

氟硼二吡咯和氮杂氟硼二吡咯是一类荧光量子产率高、光稳定性好、摩尔吸光系数大的荧光染料。因其突出的物理化学性质，在荧光探针，光动力治疗(PDT)，化学传感器等领域具有潜在的应用价值，近年来被广泛研究与探索。
　　本论文分为两部分内容：
　　一、我们用高效的方法合成了一系列噻吩并环和硒酚并环的Aza-BODIPYs，并对它们的性能做了研究。Aza-BODIPYs合成从制备查尔酮出发，经过三步合成出Aza-BODIPY前体，区域选择性溴化后，再用碘化亚铜催化的方法将硫和硒引入分子内，形成五元杂环，配位后得到了并环的Aza-BODIPYs。并环后的化合物1a和2a较化合物7吸收波长分别红移了58和53nm。在检测化合物1b的有机场效应晶体管(OFET)性能中，它显示出高性能的n型半导体和p型半导体性质，并且具有高的电子迁移率(μe=0.012 cm2V-1s-1)和空穴迁移率(μh=0.046 cm2V-1s-1)。
　　二、我们在水相反应中得到了一系列不对称BODIPYs和扩展BODIPYs，并对它们做了反应活性和光化学性能的研究。通过在水中加入不同比例的助溶剂，酸性条件下缩合芳香醛与吡咯后，无需氧化直接用BF3.OEt2配位，我们得到了不对称BODIPYs和扩展BODIPYs。不对称BODIPYs有较强的吸收和发射，用三氯化铁氧化后我们可得到α-α偶联二聚体，吸收波长红移了160nm以上。扩展BODIPYs与亲核试剂有较高反应活性，化合物2a与2-苯乙胺和3-巯基丙酸发生反应，加成在它的?位烯键上，并伴有荧光增强现象，让我们意外的是化合物2c与对甲苯硫酚反应加成在它的γ位，但与2-苯乙胺没有发生加成反应而是将它的α位烯键还原，荧光也有增强。荧光探针方面，2a和2c具有潜在的应用价值。

目录

声明

第一章 前言

1.1 BODIPYs/Aza-BODIPYs荧光染料的简介

1.2 BODIPYs/Aza-BODIPYs荧光染料的合成方法

1.2.1 BODIPYs的合成方法

1.2.2 Aza-BODIPYs的合成方法

1.3 BODIPY/Aza-BODIPY类荧光染料的光谱性质和应用

1.3.1 BODIPY类光谱性质和应用

1.3.2 Aza-BODIPY类光谱性质和应用

第二章 并环Aza-BODIPY的合成与性能研究

2.1 引言

2.2实验结果与讨论

2.2.1合成与讨论

2.2.2晶体数据分析

2.2.3光谱数据分析

2.2.4电化学分析

2.2.5 1b 的OFET的制备与性能研究

2.3 实验部分

2.3.1 仪器与试剂

2.3.2 合成部分

2.3.3部分化合物晶体

2.3.4目标分子光谱性能的研究

2.3.5目标分子电化学性能的研究

2.3.6 OFET的制备与性能研究

2.4 本章小结

附表

附图

一、 化合物在不同溶剂中的吸收谱图

二、 化合物的NMR谱图

三、 化合物的HRMS谱图

第三章 不对称和扩展BODIPYs的合成及性能研究

3.1 引言

3.2实验结果与讨论

3.2.1合成与讨论

3.2.2晶体数据分析

3.2.3光谱数据分析

3.3 实验部分

3.3.1 仪器与试剂

3.3.2 合成部分

3.3.3目标分子光谱性能的研究

3.4 本章小结

附表

附图

一、 化合物在不同溶剂中的吸收和发射光谱图

二、 化合物的NMR谱图

三、化合物的HRMS谱图

参考文献

致谢