水溶性联萘酚荧光分子的合成及性能研究

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圆偏振发光(CPL)是指手性发光体受激发射出左旋或右旋圆偏振光的现象。具有圆偏振发光性质的材料在分子探针,三维光学显示,光学存储、光学防伪等领域具有广泛的应用前景。早期关于圆偏振发光材料的报道主要集中于共价键修饰的手性有机小分子及高分子,该方法存在合成难度大,获取成本高等问题。如何高效获得手性发光体系并实现发光性能的有效提升与调控是圆偏振发光材料领域的难点。非共价键由于具有可逆性、多样性及灵活性等诸多特点,近年来开始应用于超分子圆偏振发光材料的组装。瓜环(Cucurbit[n]uril)又称为葫芦脲,是超分子化学领域中继冠醚、环糊精、杯芳烃之后发展起来的又一类具有高度对称性的新型桶状大环主体分子。与环糊精或其它大环主体化合物相比,瓜环具有多种优势:(1)瓜环具备一个更加刚性的几何结构,具有更好的客体选择性及大的络合常数。能够通过疏水作用、氢键、离子偶极等非共价键作用与客体分子形成多种稳定的水溶性超分子自组装体系;(2)系列瓜环具备直径大小不同的疏水性空腔。研究结果表明该系列疏水性非极性空腔对一些荧光分子客体具有极好的荧光增强效应;(3)八元瓜环(Q[8])具有能同时容纳两个客体分子的特性。瓜环的以上特点使其在超分子主客体化学具有广泛的应用前景,但是,利用瓜环主客体作用构筑水溶性圆偏振发光材料研究还不常见。本论文以R-联萘酚为手性母体,合成了系列吡啶阳离子衍生物,并利用紫外-可见吸收光谱、荧光发射光谱、核磁共振技术、圆二色谱等方法探究了不同溶剂、金属离子以及瓜环主客体作用对荧光分子手性信号的影响。主要研究内容如下:1.以R-联萘酚为手性母体,合成系列含不同共轭度并具有推电子-拉电子效应(D-A)的吡啶及阳离子化有机手性荧光分子。结果表明系列分子的荧光呈现出明显的溶剂效应,并用不同体积分数的水和乙醇作溶剂进一步探究了荧光分子的聚集诱导发光(AIE)效应;同时,研究发现未经修饰的吡啶荧光分子在乙醇中对Al3+有明显的荧光响应;通过圆二色谱(CD)研究了不同溶剂或金属离对荧光分子手性信号的影响,结合理论计算初步推测变化原因。2.研究了系列水溶性吡啶阳离子型荧光客体分子与Q[7],Q[8]的主客体相互作用以及对其荧光信号的影响。研究结果表明荧光分子在与Q[7],Q[8]发生主客体相互作用时会产生明显的荧光变化;其中Q[7]一般使客体分子荧光增强,Q[8]一般使客体分子荧光发射红移并增强。但是,圆二色谱结果显示主客体自组装对客体分子手性信号没有发生明显变化。
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