咔唑基氟硼化合物机械力致荧光变色性能研究进展

以咔唑基团为电子供体、氟硼核为电子受体，构筑的具有聚集态诱导发射活性的D-π-A型机械力致荧光变色化合物，已受到众多学者的关注。对分子体系中的氮杂环与酰胺键、水杨醛亚胺、β-二酮和β-亚氨基烯醇等配位单元制备的氟硼化合物进行划分，分析其在机械力致荧光变色性能领域的研究进展，为后续设计光学性能更加优异的分子体系提供参考。     

未来的能源之星:PTB 与 PCBM

本期十大化学热点论文的关注点继续聚焦碳烯形式的碳化学研究.而论文#5作为新生力量则以聚合物半导体的形式展开对碳化学的研究.这其实涉及到用于太阳能电池有机光伏材料的必要化学知识.光伏材料需要电子供体聚合物与电子受体富勒烯化合物.聚3-己基噻吩适于作电子供体聚合物,与C61富勒烯化合物衍生物搭配可将能量转化效率提高到5％.     

具有不同构型和聚集诱导发光性质化合物的合成及性质

选择以喹啉腈为电子受体,咔唑、对羟基苯甲醛和香草醛为电子给体,烯烃和苯环为桥键,设计并合成了具有A-π-D构型的化合物L1和具有D-A-π-D构型的化合物L2.通过¹H NMR、¹³C NMR、ESI-MS和IR表征化合物的结构.采用紫外可见吸收光谱、荧光发射光谱和理论计算研究化合物L1和L2的光物理性质.结果表明,当含水量分别为50%和90%时,化合物L1和L2的荧光强度最强,呈现出聚集诱导发光性能.     

供体与受体双光子激发吸收截面比值的测量

针对供体和受体浓度比恒定为1:1的供体受体对,提出了一种利用荧光共振能量转移(FRET)原理测量受体和供体双光子激发吸收截面比值的新方法.由于采用双通道荧光比率测量技术,该方法消除了荧光基团浓度、激发光强度波动、激发区域的不均匀性以及随机杂散信号等因素对测量的影响.利用该方法在活体HeLa细胞中测量了钙离子探针Cameleon(YC2.1)中的受体YFP和供体CFP在710～930 nm波长范围内的双光子激发吸收截面之比.     

一种能够发射红光的氟硼二吡咯衍生物及光物理性质研究

为了得到高发光效率的红光材料,文章设计并合成了一种氟硼二吡咯衍生物Bodipy-OCH3,并利用紫外-可见吸收技术和荧光发射技术研究了其光物理性质。通过与电子供体N,N-二甲基苯胺(DMA)以及电子受体对苯二甲酸二甲酯(DMTP)的作用研究了其电子传输能力。热重分析得其分解温度为235℃。此外,利用Gaussian 09软件和电化学进一步分析了该化合物的能级结构及电子云分布情况。     

基于氧化碳纳米颗粒为受体的荧光共振能量转移体系的构建及汞离子检测应用

通过超声辅助硝酸氧化法制备了尺寸均一、分散性好、猝灭性能优良的氧化碳纳米颗粒(OCNPs).构建了以荧光染料FAM为供体,以OCNPs为受体,以富含T碱基的ssDNA作为识别分子的荧光共振能量转移(FRET)体系.OCNPs与单链核酸作用,拉近供受体之间的距离,供体的荧光猝灭,当存在Hg2+时,Hg2+与T碱基形成T-Hg2+-T结构,供受体之间距离增大,供体的荧光恢复.基于此建立了"off-to-on"型Hg2+荧光传感器,检测线性范围为0.1～10.0nmol/L,检出限为0.06nmol/L.此方法对Hg2+具有良好的选择性,将其应用于自来水和河水中Hg2+的检测,加标回收率为97.4%～108.4%.     

一类供体-受体双嵌段丙烯酸酯聚合物的合成及性能

利用原子转移自由基聚合（ATRP）法合成了一种新的供体-受体双嵌段聚合物聚对（二苯胺基）苯乙烯-聚（2-（2-蒽醌甲酰氧基）甲基丙烯酸乙酯（P1-b-P2）。供体段是富电子的三苯胺段,受体段是缺电子的蒽醌段。该双嵌段聚合物的单体结构通过核磁（NMR）加以表征,聚合物通过凝胶渗透色谱（GPC）、差示扫描量热法(DSC)、紫外光谱（UV-vis）、荧光光谱（PL）和循环伏安（CV）法加以表征。GPC和紫外吸收测试表明聚合物数均分子量约为7600,最大吸收波长为305nm,CV测试计算发现受体段比供体段长,与GPC测试结果一致,表现出更好的受体性能。     

杂原子多环芳烃的合成

以2-己基-1-癸醇(2)为起始原料,依次经Appel反应、Williamson反应、溴取代反应、Suzuki偶联反应、三聚反应、Scholl氧化脱氢关环反应得到含硫原子的目标化合物1a.采用类似合成方法,合成目标化合物1b.这些化合物的结构均通过核磁共振(~1 H NMR)和基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDITOF MS)表征,并对其光谱特征、热性能及电学性能进行了初步的研究.从紫外荧光光谱中可知这类化合物在甲苯中呈现砖红色荧光,可作为一种新型的砖红色主体发光材料,用于荧光传感器等光电材料.热失重分析结果表明这类化合物热稳定性良好,有望应用于对热稳定性要求较高的有机纳米器件.另外,由循环伏安曲线可知此类杂原子多环芳烃是强电子供体,在光伏器件中有着潜在的应用前景.     

四芳基卟啉化合物荧光性能的研究

研究了12种四芳基卟啉化合物的荧光性能.结果表明:该系列卟啉化合物具有较好的荧光性能;在1.0×10-5mol/L浓度下其荧光强度最大;供电子取代基能增加卟啉的荧光强度,而吸电子取代基作用相反;荧光强度随着取代基卤素原子量的增加而降低;此外,荧光强度还与取代基的位置及性质有关.     

冠醚修饰卟啉的合成及其荧光开关性能

设计合成了一个5,15-meso-meso冠醚修饰的卟啉1（化合物1）作为荧光开关的模型化合物,选择Cu+离子作为淬灭剂,激发该化合物不同发光单元时,分别记录化合物1的荧光淬灭效果,发现不同激发光的使用可以调节激发电子的流向,同时有效地表现出Cu+离子调控下的荧光开关性能.文中对目标化合物进行了详细的表征,同时对化合物1的开关性能进行了合理的解释.     

聚苯乙烯微球中荧光共振能量转移的研究

采用分散共聚合法制备了单分散的负载有1,8-萘酰亚胺染料的荧光微球。利用供体和受体染料间的荧光共振能量转移,荧光微球在激发供体染料时同时实现了供体和受体染料的双重荧光发射信号。结果表明:当微球中染料的浓度相对较低(质量分数小于0.2%)时,荧光共振能量就可以有效地发生转移。聚合过程中增加供体或受体染料的浓度都会提高能量转移效率,这是浓度增加使得染料分子间距离缩短造成的。通过调整微球中染料浓度可以获得不同能量转移效率、具有荧光编码信号的系列荧光微球。这类粒径均一的荧光微球在多元生物分析中有潜在的应用价值。     

以N-甲基吡咯烷酮为电子供体的反硝化

含氮杂环化合物N-甲基吡咯烷酮（NMP）是新能源生产领域中常用的一种良好的工业溶剂.由于NMP在生产过程中所产生的废水具有较好的可生化性，因此NMP作为电子供体可用于反硝化反应.NMP是含氮杂环化合物，理论分析表明：当其用作电子供体进行反硝化反应时，有79%的电子可供外源硝酸盐的还原.实验结果也表明：NMP作为电子供体进行反硝化时，与葡萄糖具有同样的效果.该项研究成果对于NMP生产废水的综合利用具有重要的理论和现实意义.     

1，1-二氯乙烷微生物降解菌群的生理学鉴定

从纽约哈得逊河河底淤泥样品中富集分离得到的微生物菌群,在厌氧条件下,可将1,1-二氯乙烷通过还原脱氯的呼吸代谢方式降解生成一氯乙烷.这个微生物菌群可以利用氢气、甲酸、乙酸、苯甲酸和延胡索酸作为电子供体进行还原脱氯生长,并能以丙酮酸发酵的呼吸方式生长,但丙酮酸不能用来作为电子供体进行还原脱氯.通过对其他氯代化合物是否能作为电子受体的实验,发现只有1,1-二氯乙烷能被脱氯.在培养基中加入亚硫酸盐可完全抑制二氯乙烷的还原脱氯,但硫酸盐、硝酸盐和延胡索酸盐的加入却不影响还原脱氯.在以氢气作为电子供体进行还原脱氯时,每摩尔氯原子的还原相应地使细胞干重增加(4.402±1.241)g.同时对富集分离的菌群进行16S rRNA基因序列分析发现,在脱氯生长方式下,该微生物菌群中Dehalobacter细菌占主导地位.     

电子受体强度对基于Thieno[3,2-b]thiophene的共轭聚合物电子性质的影响

采用杂化的密度泛函方法(DFT/B3LYP),在6-31G(d)理论水平下研究了基于噻吩并[3,2-b]噻吩(Thieno[3,2-b]thiophene,TT))的D-A型共轭聚合物的几何结构、电子结构和性质.研究发现,在以TT为电子供体的D-A型共轭聚合物中,电子受体强度是影响其几何结构、电子结构和性质的重要因素.对基于TT的电子受体与电子供体交替排列的D-A型共轭聚合物,在一定范围内,电子受体强度增加,有利于减小共轭聚合物的键长交替,降低聚合物的能隙,并使其能带变宽,电子离域程度增大,载流子有效质量减小,载流子迁移能力增强.但受体强度过大,键长交替反而增大,能带和能隙均变窄,载流子迁移能力减弱.     

MP-C60(M=H2,Zn)光电性能研究

按文献方法合成了共价键连卟啉-富勒烯化合物,通过荧光光谱和光伏效应测得它们的光化学和光电转换性能,并对卟啉-富勒烯化合物的轴向配位进行了初步探究.结果表明,卟啉键合富勒烯后荧光强度明显减弱,出现荧光猝灭现象,邻位取代锌卟啉-富勒烯化合物的荧光猝灭强于相应的对位取代锌卟啉-富勒烯化合物;光伏效应结果表明化合物具有优良的光电转换性能,尤其在介质电对O2/H2O中,光生电压达到最大,镀层厚度在1 μm出现最大值.电子吸收光谱数据表明卟啉-富勒烯化合物轴向配位后谱带发生明显移动,这是吡啶上的氮与锌卟啉-富勒烯中的锌离子发生轴向配位的结果.     

基于密度泛函理论对咔咯-吩噻嗪二元体激发态电荷转移的研究

采用密度泛函理论(DFT)对咔咯与吩噻嗪形成的F10C-PTZ供体-受体体系进行了计算,包括几何结构、前线分子轨道、电子-空穴分析、吸收光谱等基态和激发态性质;探讨了二元体间隔基和取代基位置对电荷转移激发态的影响.结果表明:F10C-PTZ二元体存在供体-受体间的电荷转移激发态;间隔基的C—C键会阻碍供体-受体的电荷转移,而间隔基的C—C键可增强体系的共轭性,有利于供体-受体的电荷转移;当供体取代位置与五氟苯基相邻时,咔咯上五氟苯基的拉电子效应使得供体-受体激发的电荷转移更易于发生.     

基于稀土复合纳米粒子的新型荧光共振能量移体系的建立及研究

采用简便的超声合成方法,成功的制备了稀土复合纳米粒子Tb/acety acetone(acac)/Polyacrylamide(PAM).该复合纳米粒子具有较高的稳定性,良好的分散性.基于该稀土复合纳米粒子为供体,罗丹明B为受体,建立了一种新型高效的荧光共振能量转移(FRET)体系.实验结果表明该供体-受体对之间具有较高的能量转移效率.     

一种基于咔唑和三苯胺的D-A-π-D构型化合物的设计及聚集诱导发光性质

以咔唑和三苯胺基团作为电子给体,酮基作为电子受体,碳碳双键作为π桥,设计合成了一种具有D-A-π-D构型的化合物L,通过核磁共振氢谱、碳谱、质谱和红外光谱对化合物L进行了表征。利用紫外可见吸收光谱和荧光发射光谱,并结合含时密度泛函（TD-DFT/B3LYP）理论,研究了化合物L在不同极性溶剂中的光物理性质及聚集诱导发光（AIE）性质,结果表明化合物L对极性较为敏感,当含水量为80%时化合物L的荧光强度达到最大值,约是纯乙醇的17.5倍,是一种典型的AIE分子。     

二茂铁卟啉化合物的合成及其取代基效应

设计合成含有不同取代基的二茂铁卟啉化合物， 用核磁共振氢谱、 紫外-可见光谱和红外光谱表征其结构， 并讨论取代基效应对二茂铁卟啉的荧光、 电化学、 Raman光谱的影响和变化规律. 实验结果表明：  给电子取代基使卟啉荧光光谱红移， 量子产率增大， 对Raman光谱的苯环振动影响较大； 连接给电子取代基的卟啉更易失去电子而被氧化， 连接吸电子取代基的结果相反. 因此通过改变卟啉周边的取代基可调控二茂铁卟啉的光谱和电化学性能.     

四苯基卟啉衍生物的合成、表征及光物理和电化学性质

为寻求更高效的发光材料,通过改进的Alder法合成了四苯基卟啉、含吸电子基团的四(对硝基苯基)卟啉和含推电子基团的四(对甲氧基苯基)卟啉,对这些化合物进行了红外、质谱、元素分析等表征,并测试了其紫外、荧光与电化学性质,探讨了取代基对卟啉化合物光物理性能及电化学性质的影响.