【摘 要】
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盘状氮杂稠环芳烃作为一类重要的有机共轭小分子,在超分子自组装、光电功能材料、液晶材料、分子识别和化学传感等领域有着重要的应用价值,引起了研究者们的广泛关注。对盘状氮杂稠环芳烃的共轭骨架或侧链进行修饰,可以有效调控其光学性质、聚集态结构等,为新型光学功能材料的发展奠定基础。为了进一步丰富盘状氮杂稠环芳烃的种类,并拓展其应用,本论文主要围绕盘状氮杂稠环芳烃的设计合成、超分子自组装、光物理性质等开展了以
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盘状氮杂稠环芳烃作为一类重要的有机共轭小分子,在超分子自组装、光电功能材料、液晶材料、分子识别和化学传感等领域有着重要的应用价值,引起了研究者们的广泛关注。对盘状氮杂稠环芳烃的共轭骨架或侧链进行修饰,可以有效调控其光学性质、聚集态结构等,为新型光学功能材料的发展奠定基础。为了进一步丰富盘状氮杂稠环芳烃的种类,并拓展其应用,本论文主要围绕盘状氮杂稠环芳烃的设计合成、超分子自组装、光物理性质等开展了以下研究工作:1.设计合成了一种新型的具有大稠环结构的1,4,5,8,9,12-六氮杂苯并菲（HAT）盘状分子PN8,并系统地研究了它的光物理性质、超分子自组装性质和离子响应行为。相比于简单的HAT结构,由于PN8具有较大的核尺寸和更多的氮杂原子,其偶极矩、自组装能力和对金属离子的响应特性都得到显著提高。核磁、质谱,紫外荧光光谱等表征手段证明,PN8可与Cu2+、Zn2+两种离子分别形成1:1和2:1的稳定结合,伴随选择性的荧光淬灭和荧光发射红移。此外,PN8分子在不同的溶剂中可以组装成不同形貌的一维聚集体,其可与Cu2+或Zn2+发生可逆的结合与解离,诱导有序聚集体的形成和解组装。最后,考虑到PN8组装体与金属离子较强的螯合能力,将其作为固相吸附剂,应用到废水处理中,其对水中的Cu2+和Zn2+的去除效率分别达到51.27%和44.30%。2.设计合成了一种侧链含有碳碳双键的盘状氮杂稠环芳烃分子PAH-DB,由于碳碳双键易于进一步功能化,实现了其发光和结构的调控。研究表明,盘状分子PAH-DB具有较好的离子响应特性,可以选择性地识别Fe3+和Al3+。通过非环二烯烃易位（ADMET）聚合反应使PAH-DB分子中的碳碳双键交联得到了无定形状态的聚合物薄膜PAH-G。此外,利用硅氢加成反应,得到了侧链端基含硅氧烷的盘状氮杂稠环分子PAH-Si。与PAH-DB相比,PAH-Si的溶解度、发光效率显著提升,有望将其应用于有机光电材料等领域。
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