【摘 要】
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铱（Ⅲ）配合物因具有较长发光寿命、大Stokes位移、良好的光稳定性和生物相容性等优点,在能源、非线性光学材料和生物医学等领域有着广泛的应用。三联吡啶及其衍生物作为一种典型的螯合配体,配位能力强,易修饰,是设计组装配合物的理想配体。本论文以功能化的三联吡啶为主要配体,构建新型铱（Ⅲ）配合物,有望在多光子吸收和生物学应用等方面提供新思路。本论文主要工作如下:1.三联吡啶前驱体查尔酮衍生物的合成、结构
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铱（Ⅲ）配合物因具有较长发光寿命、大Stokes位移、良好的光稳定性和生物相容性等优点,在能源、非线性光学材料和生物医学等领域有着广泛的应用。三联吡啶及其衍生物作为一种典型的螯合配体,配位能力强,易修饰,是设计组装配合物的理想配体。本论文以功能化的三联吡啶为主要配体,构建新型铱（Ⅲ）配合物,有望在多光子吸收和生物学应用等方面提供新思路。本论文主要工作如下:1.三联吡啶前驱体查尔酮衍生物的合成、结构、光学性质及生物成像以烷基链修饰的咔唑为电子供体,查尔酮吡啶或双氰基吡啶为电子受体,设计合成两个系列化合物L1～L3和L1-1～L3-1。晶体结构解析发现,吡啶系列化合物平面性好,双氰基吡啶系列化合物分子内共轭体系大,有利于电子离域。系统研究了不同推拉电子基团和卤素原子对化合物光物理性质的影响。发现,随着强拉电子基团双氰基的引入,增强了分子内电荷转移,化合物的吸收和发射峰位置均发生明显红移;随着卤素原子的引入化合物的延迟荧光性能提高;D-π-A型结构使六种化合物均具有良好的双光子荧光发射行为。同时双氰基的空间位阻效应破坏了分子的平面性,使化合物L1-1～L3-1表现出明显的扭曲分子内电荷转移（TICT）和聚集诱导发光（AIE）。生物学研究发现,该类查尔酮衍生物均可特异性靶向亚细胞器脂滴,其中发光性能最佳的L1-1可作为多光子共焦显微镜和超分辨显微镜下监测脂滴的工具,在生物医学方面有应用前景。2.长烷基链修饰的三联吡啶铱配合物的组装及光物理性质研究在查尔酮的基础上合成一系列三联吡啶配体,利用三联吡啶的强配位能力,组装成稳定性好的“3+3”型铱（Ⅲ）配合物Ir-Kt1-8OC,Ir-Kt2-8OC和Ir-Kt3-8OC。通过对三种配合物的光学性质研究发现,卤素原子（-Br,-I）的引入使三种配合物的双光子吸收活性增强,表现出很好的三阶非线性光学性质;同时随着卤素原子的引入,配合物的单线态氧产率明显增强,其中Ir-Kt3-8OC高达0.83;由于良好的生物相容性,配合物在细胞内也表现出一定的光动力学活性,在癌症诊疗方面有潜在的应用。3.兼具脂滴靶向和双光子光动力活性三联吡啶铱配合物的设计合成在卤素修饰的咔唑三联吡啶配体的基础上引入Ir-C键,合成三种“3+3”型环金属铱（Ⅲ）配合物Ir-Kt1-CNC、Ir-Kt2-CNC和Ir-Kt3-CNC。通过对三种配合物的光物理性质研究发现,由于Ir-C的引入表现出良好的近红外发光;随着卤素原子（-Br,I）的引入,双光子吸收性能得到优化,同样表现出较高的单线态氧产率。基于三种配合物良好的脂溶性和生物相容性,共聚焦实验研究发现三种配合物均可特异性靶向细胞内脂滴,同时在光照下表现出良好的细胞内光动力效果,有望实现亚细胞器靶向的双光子光动力治疗。4.不同脂溶性三联吡啶铱配合物的设计合成、光物理性质及细胞器特异性选用供电子能力不同的三联吡啶配体或可配位溶剂分子组装成四种“3+2+1”型环金属铱（Ⅲ）配合物Ir-Kt1-Cl,Ir-Kt1-CN,Ir-8OC-Cl和Ir-8OC-CN。系统研究了四种配合物的光物理性质,发现配合物均表现出高的荧光量子产率、长的发光寿命和较大的双光子吸收截面;由于配合物共轭体系较大并含有长的柔性链,四种配合物对温度、粘度均有响应。细胞实验发现,不同脂溶性的铱配合物靶向细胞内不同的亚细胞器,为设计不同亚细胞器靶向的铱（Ⅲ）配合物提供了思路。
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