溴代四联苯乙烯分子的合成及其反重原子效应的性能与机理研究

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在社会快速发展与科技飞速进步的时代背景之下,人类对于新型有机发光材料的开发投入巨大,经过几十年的研究,其在生医、国防、新能源、低碳环保等领域发挥着愈发重要的作用。具有聚集诱导发光(AIE)现象的有机材料以其独特的性能,突破了传统有机发光材料由于聚集荧光猝灭(ACQ)所带来的应用壁垒,引起了科学界极大的关注。通常来说,在π共轭体系中引入卤素重原子时,会增强分子的磷光,猝灭荧光,且AIE分子通常具有强荧光辐射,因此很少有科研工作者将重原子引入到AIE体系中进行荧光增强的研究。基于此,本学位论文从提高分子共轭度,引入溴取代基团,位置异构化三个角度出发,合成了一系列位置异构化的溴代四联苯乙烯分子,通过晶体结构分析及理论计算研究了分子间作用力的不同对其不同聚集态AIE性能的影响,该研究发现Br原子的引入并没有导致荧光猝灭,甚至在一定程度上有利于荧光增强,这一有趣的现象为开发基于“反重原子效应”的新型AIE材料提供了一个新的思路。本学位论文开展了以下研究:1.溴取代位置异构化的溴代四联苯乙烯分子的合成与表征。通过Miyaura硼酸酯化反应、Suzuki芳基偶联反应、Mcmurry偶联反应高产率地合成了具有溴取代位置异构化的溴代四联苯乙烯分子:TBE、o?Br TBE、m?Br TBE、p?Br TBE,并对其进行了核磁共振氢谱、碳谱、高分辨率质谱等结构表征。2.溴代四联苯乙烯分子的晶体结构分析与理论计算。采用缓慢溶剂挥发法,成功的培育出了四种分子的单晶体,从晶体学的角度对四个分子进行了充分的结构分析,解析处理了四种分子的具体晶胞参数。通过单晶解析和理论模拟计算的结果,得到了晶体结构中存在的分子间作用力类型与分布;通过Hirshfeld表面分析方法分析了在四种分子形成的单晶体中各种相互作用力的强弱及其分布。3.溴代四联苯乙烯分子的AIE性能,力致变色性能的探索。通过实验观察发现分子在THF/H2O混合溶液中,随着H2O体积分数的增加,分子在溶液中溶解度下降,产生聚集荧光增强现象。对四种分子的粉末进行研磨和熏蒸处理,发现分子具有可逆力致变色性能。随后研究了旋涂法制备的薄膜和分子晶体的荧光辐射行为,发现了m?Br TBE分子薄膜表现出异常的光致发光现象。
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