三种同分异构的双苯并吩噻嗪材料的合成、理论计算及光物理性质

吩噻嗪及其衍生物材料是一类重要的多环芳烃材料,在光电子领域有着广泛的应用。其中,基于苯并噻嗪材料的研究相对较少。在本文中,我们分别在吩噻嗪的1,2-、2,3-和3,4-位引入苯基,制备了三种同分异构的双苯并吩噻嗪化合物D-PTZa、D-PTZb和D-PTZc,研究了它们的构效关系,并与双吩噻嗪化合物(D-PTZ)进行了对比。研究发现,D-PTZb和D-PTZc的HOMO和LUMO分布与D-PTZ的类似;对于D-PTZa,其1,2-位引入的苯基与中间的苯环空间张力较大,造成空间结构极度扭曲,性质比较特殊。并苯的引入可以有效增加分子的共轭长度,使得最大吸收波长发生红移;在2,3-位引入苯基可以有效地稳定HOMO能级,使基于π→π*跃迁的能隙稍有增大,呈现蓝光发射,溶液的荧光量子产率为1.7%;而在3,4-位引入苯基使LUMO分布更加趋向于线型,从而使LUMO更加稳定,使基于π→π*跃迁的能隙降低,其最大发射峰位于520 nm处,呈现黄绿光发射,溶液荧光量子产率为13%。此外并入苯环之后,空间张力增大,化合物的分解温度降低。我们的分子设计和结构–性质关系的研究可以为设计新的吩噻嗪材料提供基础指导。

新型磺酰基吲哚萘醌类化合物的合成及其光物理性质

醌类化合物是一类具有独特生物活性和光物理性质的重要化合物。以吲哚萘醌和磺酰基肼为底物,经历碘化亚铜/过氧化叔丁醇介导的氧化自由基历程,简单、高效地以22%~67%的收率获得了8种取代的磺酰基醌类化合物(6a~6h),产物结构经过^(1)H NMR,^(13)C NMR和HR-MS(ESI)表征。初步探究了化合物6a~6h的光物理性质,结果表明:可以通过不同位置的取代基的变换来调节化合物的最大紫外吸收波长和荧光发射强度。

噻吩[3,2-b:4,5-b′]双苯并呋喃类化合物的合成及光物理性质研究

噻吩[3,2-b:4,5-b′]双苯并呋喃稠杂环化合物是一类重要的用于有机光电材料的并五苯的衍生物,该类稠杂环化合物的合成具有十分重要的意义。以廉价的2-碘苯甲醚、4-叔丁基-2-碘苯甲醚或2,4-二叔丁基-2-碘苯甲醚为原料,通过经典的Sonogashira偶联反应、脱保护基反应、Glaser-Hay偶联反应、碘亲电环化反应和噻吩合成反应五步反应成功合成了一类结构新颖的稠合杂环类化合物噻吩[3,2-b:4,5-b′]双苯并呋喃。关键的中间体双苯并呋喃二碘化合物(6a)和噻吩[3,2-b:4,5-b′]双苯并呋喃化合物(1a)均由单晶衍射分析确认了结构。该反应路线原料成本低,反应操作简单,总收率较高(1a:54%;1b:40%;1c:47%)。该合成策略为获得这类稠杂环化合物提供了一种有效的合成方法,所制备的化合物具有优异的光物理性质,有望用于光电材料领域。

聚合物膜中CdS超微粒的制备及光物理性质研究

本文采用化学合成法在全氟羧酸阳离子交换膜中制备出了性能稳定，具有晶体结构的纳米尺寸的半导体ＣｄＳ超微粒．分析结果表明制得的ＣｄＳ超微粒在吸收和荧光光谱中均显示出显著的量子尺寸效应．随制备条件的不同，其吸收起始波长可从近５００ｎｍ蓝移至４００ｎｍ左右，荧光最大发射峰位也蓝移了１００ｎｍ（７００→６００ｎｍ）．单光子计数测得在膜中ＣｄＳ超微粒子的荧光寿命（约１μｓ）明显长于胶体溶液中的ＣｄＳ超微粒子寿命．

苯环上氯原子的不同取代位置对四苯基锌卟啉-酪氨酸光物理性质的影响

稳态紫外光谱、荧光光谱和时间分辨荧光光谱显示 ,苯环上氯原子的不同位置对氯苯基锌卟啉 -酪氨酸的光物理性质有很大影响 .紫外吸收光谱中 ,邻、间和对氯取代的 3个化合物都具有典型的 Soret带和 Q带 .其中 Soret带位于 42 3 nm处 ,Q( 0 ,0 )和 Q( 0 ,1 )带分别位于 5 49和 5 90 nm处 .邻位取代化合物的荧光量子产率为 0 .0 5 8,比间位 ( 0 .0 2 41 )、对位 ( 0 .0 2 3 5 )取代化合物的要高得多 .邻位取代化合物的荧光寿命( 3 .1 1 ns)比间位 ( 1 .1 2 ns)和对位 ( 1 .1 1 ns)取代化合物的长 .邻位化合物的这些特性可能归因于取代基之间的空间效应 ;而在间位和对位化合物中 ,重原子效应和吸电子的诱导效应可能起主导作用 .

含锌配合物的合成、晶体结构及光物理性质

采用溶剂热方法合成了2种Zn(Ⅱ)的配合物:[Zn2(C6H4N3)4]n(1),[Zn(phen)(p-CH3-C6H4COO)Cl(H2O)](2),通过单晶X-射线衍射、IR、UV-Vis-NIR吸收光谱、表面光电压光谱(SPS)和荧光光谱对其进行了表征.结构分析表明,配合物(1)是一个具有3D无限结构的Zn(Ⅱ)的配合物;配合物(2)是单核Zn(Ⅱ)的配合物,在晶体中,2个相邻的分子被氢键连成了二聚体.光物理性质研究表明,配合物(1)具有光电性能,在300～600nm范围内表现出正的表面光伏响应;配合物(2)具有荧光性质.

不同桥联二噻吩低带隙给受体共聚物的电子结构和光物理性质的理论研究

通过计算吸收光谱性质区分用于体异质结聚合物太阳能电池的两种不同桥联低带隙给受体共聚物PCPDTBT和PSBTBT激发态特征的差异,进而通过电荷转移态(CT)特征考察二者实现电荷分离的难易程度.利用密度泛函理论的B3LYP和CAM-B3LYP方法计算PSBTBT和PCPDTBT(n=1～4)的电子结构和光谱性质.结果表明,PSBTBT与PCPDTBT的吸收光谱相似,与太阳光谱的匹配能力相当.而激子解离能表明二者的电荷转移态(CT)电荷分离的难易程度也相当.然而用Si原子取代C原子后,C—Si键长明显长于C—C键长,降低了噻吩环和烷基链间的空间位阻,从而可能有利于其结晶度的提高,更有利于载流子的传输,因此从理论上说明PSBTBT也可能具备高效太阳能电池给体材料的潜质.

上转换荧光化合物DMSSB与CSSB的合成、结构与光物理性质

以苯并噻唑为电子受体 ,以双苯乙烯基为共轭桥链 ,分别以二甲基胺和咔唑为电子给体合成了 2个新的有机化合物 DMSSB(反式 ,反式 - 2 - {4- [( 4- N ,N -二甲基胺 )苯乙烯基 ]苯乙烯基 }- 1,3-苯并噻唑 )和CSSB(反式 ,反式 - 2 - {4- [( 4- N -咔唑 )苯乙烯基 ]苯乙烯基 }- 1,3-苯并噻唑 ) .用 X射线衍射方法测定了 CSSB的晶体结构 .用波长为 80 0 nm的激光激发时 ,DMSSB与 CSSB在 THF中分别发出强的上转换橙色 ( λm ax=589nm)和蓝绿色荧光 ( λmax=4 88nm) . 2个化合物在不同溶剂中的光物理数据和理论计算结果表明 ,苯并噻唑基是一个很好的电子受体 .

吡啶盐染料DEHSPI的合成、结构与光物理性质

合成了一种新型吡啶盐染料4-[4-(N,N-二乙胺基)-2-羟基-苯乙烯基]-N-甲基吡啶碘盐(DEHSPI)。用X射线衍射方法测定了其晶体结构,DEHSPI单晶属于单斜晶系,C2/c空间群。晶胞参数:a=3.5970(4)nm,b=1.16270(15)nm,c=2.2081(3)nm,β=114.341(7)°,V=8.4139(18)nm3,Z=8,F(000)=3632,μ=1.536mm-1,Dc=1.417g.cm-3,R=0.0501。DEHSPI与没有羟基取代化合物的晶体结构分析比较发现,分子中2-羟基基团的存在提高了分子阳离子骨架的平面性。研究了它在不同溶剂和聚合物浸泡的溶胶-凝胶复合玻璃基质中的光物理性质,发现在复合玻璃基质中的荧光强度相对于溶液中大大增强,即使掺杂浓度较高时也没有因生成分子的聚集体而发生明显的荧光猝灭,材料的稳定性提高。

取代锌酞菁的合成及光物理性质

取代锌酞菁的合成及光物理性质张先付，许慧君（中国科学院感光化学研究所，北京，１００１０１）关键词取代酞菁，合成，光物理性质，电荷转移癌症的光动力疗法及其机制是目前光医学、光生物学及光化学的前沿课题［１］。临床应用的光疗药物──血卟啉有一些难以克服的致...

荧光发色团插层镁铝水滑石的制备和光物理性质

以层状镁铝水滑石[Mg 0.66 Al 0.34(OH)2](CO3)0.17.0.67H2O为主体,通过离子交换法,分别将乙基橙(EO-)和4-氨基偶氮苯基-4-磺酸阴离子(4A-)插入到层状镁铝水滑石层间和吸附在镁铝水滑石表面.插层产物及表面吸附产物分别采用XRD、IR、TG-DTA等测试技术进行结构表征,采用UV-Vis吸收光谱和荧光光谱研究其光谱特征.并用G03w软件包中ab initio分子轨道法(HF/6-31G)计算了客体分子结构和电荷分布,认为客体阴离子以单层形式垂直排布于层板之间.结果表明,客体进入层间后,由于客体与主体的相互作用,在限域空间内客体微环境的改变造成荧光发射强度发生改变,与纯客体相比EO插层产物的荧光强度提高,而4A插层产物的荧光发射强度却大大减弱,EO与4A的吸附产物荧光发射强度均降低,说明通过主体与客体或客体与客体的相互作用可以改变客体的光物理性质.

双8-羟基喹啉端开链冠醚金属络合物的光物理性质

设计合成了双8-羟基喹啉端的开链冠醚QP3Q,研究了金属离子铝或锌与其形成络合物的组成和发光性质,并测定了络合物的激发态寿命.这些络合物在溶液中有较高的荧光量子产率,所得到的络合物固体具有较强的蓝光发光性能.结果表明,有可能通过QP3Q与不同离子形成的络合物得到不同发光波长的发光材料.

2-[(4′-N,N-二甲胺基)苯乙烯基]-5-二米基硼-噻吩的合成、结构与光物理性质

合成了以含硼 (Ⅲ )基团为电子受体 ,以二甲胺基为电子给体 ,以苯乙烯基噻吩为共轭桥的新化合物 2 [(4′ N ,N 二甲胺基 )苯乙烯基 ] 5 二米基硼 -噻吩trans 2 [(4′ N ,N dimethylamino)styryl] 5 dimesitylboryl thiophene (简写为DMASBT ,5 ) .X射线衍射方法测定其单晶结构表明 ,硼原子与π共轭桥之间的硼碳键相对于其它的硼碳键明显缩短 ,硼与π共轭桥之间存在除了σ键之外的p π共轭作用 .研究了它在不同溶剂中的光物理性质 ,发现它具有突出的溶致变色效应 .在极性较大的溶剂中 ,有较高的荧光量子产率和较长的荧光寿命 .激光实验发现 ,DMASBT在近红外波段 (75 0～ 85 0nm)有较强的非线性吸收 ,用波长为 80 0nm的红色飞秒激光激发时 ,DMASBT在四氢呋喃中发出波长为 5 5 9nm的强的绿色上转换荧光 .

溶剂效应对方酸菁染料光物理性质的影响

研究了溶剂效应对吲哚杂环方酸菁染料光物理性质的影响，由于吲哚３位甲基的立体阻碍作用，使氢键作用受到醇氢键给予能力和分子本身立体作用的影响，其醇溶剂效应对吸收、发射光谱的影响与没有立体屏蔽方酸菁染料有所不同，荧光寿命在强氢键作用下呈双指数变化规律，而在较弱或无氢键作用下按单指数规律变化。

两个Cu(Ⅱ)配位超分子的研制及光物理性质

采用水热和溶剂热方法合成了2个Cu(Ⅱ)配合物:[Cu(C3H2O4)(phen)(H2O)]2·3H2O(1)和[Cu(inic)2(H2O)3]·H2O(2)(phen=邻菲啰啉;inic=异烟酸根).通过单晶X射线衍射、IR、UV-Vis-NIR吸收光谱、表面光电压光谱(SPS)对其进行了结构表征和物性测试.结构分析表明,2种配合物均为单核Cu(Ⅱ)配合物.配合物(1)中Cu(Ⅱ)离子为五配位,配位环境为畸变的四方锥构型;配合物(2)中Cu(Ⅱ)离子为五配位,配位微环境为畸变的四方锥构型.丰富的分子间氢键将它们网联成了2D配位超分子.2种配合物的SPS在300～800nm范围内都呈现出正的表面光伏响应,表明它们都具有一定的光电转换能力.分析讨论了2种配合物的电子光谱和SPS谱.

新型空间链取代四-(6-氨基己酸磺肽基)铝酞菁配合物的合成及其光物理性质

高锰酸钾降解2-萘酚-6-磺酸钠合成了"分子碎片"4-磺酸钾基邻苯二甲酸(1)。1在钼酸铵催化下,用固相法合成了四-磺酸铝酞菁(2)。采用氨基转化的方法,2经磺酰氯化和Hinsberg磺酰胺化反应分别合成了四-磺酰氯铝酞菁(3)和新型空间链取代四-(6-氨基己酸磺肽基)铝酞菁(4)。1～4结构经1HNMR,IR,MS和元素分析表征,并对4的光物理性质进行了初步研究。

液相单根分散石墨烯纳米带的化学合成与光物理性质

结构精确的石墨烯纳米带(GNRs)因具有独特的光、电、磁等物理性能,吸引了化学、物理、材料科学等领域研究人员的广泛关注。由于GNRs间强的π-π相互作用使得GNRs在溶液中难以分散,严重阻碍了其液相物化性能的研究和光电器件的制备。因此,实现GNRs在液相中的分散,特别是单根分散,是研究GNRs液相物化性质及其光电器件制备需首要解决的关键问题。上海交通大学麦亦勇团队在可液相分散的GNRs化学合成方面展开了研究,在纳米带的聚合物功能化、液相分散、超分子自组装,光热转化等方面取得了突破性的进展。近期,该团队通过在纳米带边缘引入大尺寸的类三蝶烯刚性基团,通过其大于石墨层间距(约0.34nm)的分子尺寸极大地减弱了GNRs主干之间π-π相互作用,实现了GNRs在常用溶剂中的高质量浓度(5mg/mL)分散,同时实现了GNRs在低质量浓度(小于0.1mg/mL)下的单根分散,并用超快光谱和二维电子谱等研究了单根分散纳米带在液相中的光物理性质。这一突破性成果为研究单根石墨烯纳米带的液相物理性质及其潜在应用探索开辟了道路。

含Cu(Ⅱ)配位超分子的合成、晶体结构和光物理性质

采用水热合成法合成了2种Cu(Ⅱ)配位超分子配合物:Cu(C9H6NO)2(1)和[Cu(phen)2Cl].ClO4(2).对2种配合物的单晶体进行了X-射线衍射分析,确定了结构,结构分析结果表明这2种化合物均为单斜晶系,P2(1)/c空间群,Cu(C9H6NO)2的晶胞参数为a=1.068 2(9)nm,b=0.862(7)nm,c=1.526 9(13)nm,β=102.137(10),V=1.374(2)nm3,Z=4,Dcalc=1.700 g.cm-3,F(000)=716,R1=0.056 4,wR2=0.152 0;[Cu(phen)2Cl].ClO4晶胞参数为a=1.268 9(2)nm,b=1.124 49(18)nm,c=1.723 0(3)nm,β=111.61°,V=2.58(6)nm3,Z=4,Dcalc=1.624 g.cm-3,F(000)=1 132,R1=0.073 5,wR2=0.175 4.同时对配合物的UV-Vis-NIR,IR光谱进行了测定和分析指认,并研究了配合物的表面光电性能.

方酸菁染料的结构效应对光物理性质的影响

在染料的相同位置引入不同的取代基，常会引起染料光物理性质的变化。通过研究在吲哚Ｃ－５位具有不同取代基的吲哚方酸菁染料吸收、荧光光谱、荧光量子产率和荧光寿命，发现由于方酸染料自身的给体－受体－给体结构特点，取代基对染料给体的影响体现特殊的规律，其光物理性质随取代基的给电子能力呈现规律性的变化。最大吸收、最大发射、及荧光寿命与取代基的哈密顿取代基常数呈折线关系。

植物生长素CPOA与铕的三元配合物的合成及其光物理性质

合成了植物生长素对氯苯氧乙酸 (CPOA)和 1,10 邻菲罗林 (Phen)与铕的三元配合物Eu(CPOA) 3·Phen .对所合成化合物进行了元素分析和热谱分析 .通过测定配合物的红外光谱、拉曼光谱和激光激发高分辨荧光光谱研究了配合物的光物理性质 .荧光光谱表明配合物中Eu(Ⅲ )离子只具有一种化学环境 ,Eu(Ⅲ )格位的局部对称性是C2v.