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本文以三苯胺作为电子给体,以1,3,4-噁二唑为电子受体,合成了五个对称多极分子,分别是化合物2,5-二[4-(2-N,N-二苯胺苯乙烯基)苯基]-1,3,4-噁二唑(PASPO),2,5-二{4-[2-N,N-二(溴苯基)氨基苯乙烯基]苯基}-1,3,4-噁二唑(BrPASPO),2-枝化合物4-(N,N-双[4-{4-(5-[4-叔丁基苯基]-1,3,4-噁二唑-2)苯乙烯基}苯基]氨基)苯甲醛(POSPAB),4-枝化合物2,5-双{4-[2-N,N-双(4-[4-{5-[4-叔丁基苯基]-1,3,4-噁二唑-2}苯乙烯基]苯基)氨基苯乙烯基]苯基}-1,3,4-噁二唑(QPASPO)和8枝-化合物2,5-双{4-[2-N,N-双{{{3,5-二[5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-2]苯基}乙烯基}苯基}氨基苯乙烯基]苯基}-1,3,4-噁二唑(OPASPO)。化合物的结构由红外光谱,核磁共振光谱和质谱表征。测试了化合物在不同溶剂中的线性吸收和单光子荧光光谱,荧光量子产率及荧光寿命,并研究了化合物在二氯甲烷中的双光子荧光性质和三光子荧光性质,得到了2-枝、4-枝和8-枝化合物的三光子吸收光谱和光限幅曲线,测定了化合物的电化学性能,对分子的构效关系进行了初步探讨。
1.采用Wittig-Horner反应和相转移催化反应合成了两个以三苯胺为给体,1,3,4-噁二唑为受体,苯乙烯基为共轭桥的对称化合物2,5-二[4-(2-N,N-二苯胺苯乙烯基)苯基]-1,3,4-噁二唑(PASPO)和2,5-二{4-[2-N,N-二(溴苯基)氨基苯乙烯基]苯基}-1,3,4-噁二唑(BrPASPO);采用Heck反应合成了2-枝化合物POSPAB、4-枝化合物QPAPSO和8-枝化合物OPASPO。化合物结构经红外光谱,核磁共振光谱和质谱表征。
2.研究了化合物在不同溶剂中的线性吸收和单光子荧光性质,在二氯甲烷中化合物PASPO,BrPASPO,POSPAB,QPASPO和OPASPO的最大吸收波长分别位于412nm、403nm、399nm、408nm、409nm;荧光发射峰分别位于512nm、495nm、503nm、509nm、506nm;随着枝数的增多,最大吸收波长红移,荧光发射波长也向长波方向移动;研究了溶致变色效应,测定了斯托克斯位移与溶剂的定向极化率曲线;测定了化合物的荧光量子产率和荧光寿命。
3.测定了对称多枝1,3,4-噁二唑衍生物在飞秒脉冲激光下的双光子荧光光谱和三光子荧光光谱,在二氯甲烷中化合物PASPO,BrPASPO,POSPAB,QPASPO和OPASPO的双光子荧光峰位置分别在524nm、506nm、527nm、539nm和543nm,三光子荧光峰位置分别在527nm、520nm、533nm、544nm和551nm,随着化合物枝数的增多,双光子荧光峰和三光子荧光峰逐渐向长波方向移动。化合物POSPAB,QPASPO和OPASPO的最大三光子吸收截面分别为2.00×10-23cm6GW2、1.66×10-23cm6GW2、2.00×10-23cm6GW2,从总体趋势看4-枝化合物QPAPSO和8-枝化合物OPASPO的三光子吸收性质比2-枝化合物POSPAB的三光子吸收性质好。
4.通过循环伏安法研究了化合物的电化学性质,得到了化合物PASPO、BrPASPO、POSPAB、QPASPO和OPASPO的HOMO和LUMO能级的能量,在二氯甲烷中五者的HOMO能级的能量(EHOMO)分别为-3.65eV、-3.69eV、-5.30 eV、-4.98 eV、-5.00 eV,而五者的能隙分别为2.56eV、2.59eV、2.60eV、2.55eV和2.53eV,结果表明随着枝数的增加,能隙逐渐降低,分子更容易发生跃迁。
5.对化合物PASPO,BrPASPO和POSPAB进行结构优化,分析了化合物的电荷密度分布和电荷转移模式,初步探讨了分子结构与性能之间的关系,研究表明分子的平面性与共轭性对分子的荧光性能有很大的影响。