三联噻吩衍生物功能化SiO_(2)反蛋白石光子晶体荧光薄膜的制备及应用

将单分散聚苯乙烯微球乳液与SiO_(2)溶胶均匀混合后,于恒温恒湿条件下,竖直沉积共组装制备得到蛋白石型光子晶体薄膜,然后利用牺牲模板法制得SiO_(2)反蛋白石光子晶体薄膜.该薄膜依次经过浓硫酸与过氧化氢混合液、3-氨丙基三甲氧基硅烷的甲苯溶液、三联噻吩的三氯甲烷溶液和硼氢化钠的甲醇溶液处理后,得到三联噻吩衍生物功能化的SiO_(2)反蛋白石光子晶体.结果表明,制备得到的光子晶体薄膜在512 nm处有荧光发射,经紫外辐射后荧光猝灭,甲醛气氛下458 nm处又出现新的荧光发射峰.在甲醛气氛下20 s即可观察到荧光发射,空气氛围下可恢复,10次循环仍可保持强的荧光发射,可重复性良好.以无反蛋白石光子晶体结构的三联噻吩衍生物的平滑膜与甲醛作用的体系作为参比,以330和400 nm聚苯乙烯微球为模板制备的三联噻吩功能化反蛋白石光子晶体,在甲醛气氛中发射的荧光分别增强47.5和78.6倍.这是由于光子晶体光子禁带的红带边和蓝带边与荧光发射波长相重叠,产生了慢光子效应,极大地增强了发射的荧光强度.

两个三联噻吩基查尔酮衍生物异构体的合成和光谱性质与理论研究

合成了两个三联噻吩基查尔酮衍生物异构体[1-(2,4,6-三甲氧基苯基)-3-(α-三联噻吩-2-基)-2-丙烯-1-酮(3a)和1-(3,4,5-三甲氧基苯基)-3-(α-三联噻吩-2-基)-2-丙烯-1-酮(3b)],用核磁共振谱(NMR)和高分辨质谱(HR-MS)对化合物3a~3b进行了表征。研究了它们的线性光谱性质和热学性质,发现化合物3b比化合物3a有较大的紫外吸收波长、较强的荧光强度和良好的热稳定性;理论计算结果表明,化合物3b比化合物3a有较小的能隙(ΔELUMO-HOMO=2.86 eV)和较大的极化率(488.53 a.u.),均存在分子内电荷转移现象,是良好的非线性光学的候选材料。

三联噻吩基查尔酮衍生物的线性光学性质和超快非线性光学响应

以α-三联噻吩甲醛为原料,与3种二氯苯乙酮发生Claisen-Schmidt缩合反应,合成了3种含有三联噻吩基的查尔酮衍生物:1-(α-三联噻吩-2-基)-3-(2,4-二氯苯基)丙烯酮(a)、1-(2,5-二氯苯基)-3-(α-三联噻吩-2-基)丙烯酮(b)和1-(3,4-二氯苯基)-3-(α-三联噻吩-2-基)丙烯酮(c)。借助核磁共振波谱仪(^(1)H NMR、^(13)C NMR)和液-质联用谱仪(LC-MS)对其结构进行了表征;采用Z-扫描技术(600 nm,180 fs)测定了3个化合物的非线性光学吸收性能;运用含时密度泛函理论(TD-DFT)方法计算了它们的极化率(α_(0))、静态第一超极化率(β_(0))、振子强度(f_(0))、跃迁能(ΔE)、基态和最主要激发态之间的偶极矩差(Δμ)、最主要激发态的主要组成、最高占据分子轨道(HOMO)和最低空分子轨道(LUMO)之间的能隙,同时测定了它们的线性光学性质。结果表明,化合物c的紫外吸收波长、荧光发射波长、热稳定性、极化率均最大;化合物a—c均存在分子内电荷转移现象,非线性吸收均为双光子吸收,化合物a、b还有五阶非线性吸收,它们均表现出超快非线性光学响应,可作非线性光学研究备选材料。

具有D-A构型的噻吩基三联吡啶的设计合成、晶体结构及其生物显影应用

以易制备、溶解度好且具有芳香性的噻吩衍生物作为供电子基团,平面性好的β-三联吡啶作为吸电子基团,设计合成了一种具有D-A构型的噻吩基三联吡啶衍生物(MF)。通过现代分析技术手段(核磁共振氢谱、碳谱、质谱和单晶X射线衍射)对其进行系统的表征,晶体结构分析表明,分子具有良好的平面性,较为合适的电子离域能力和丰富的分子间作用力有利于整个分子内电荷转移,为其光学性质奠定了良好的基础。通过吸收、发射光谱、理论计算和稳态发射光谱系统研究了MF的光学性质,MF在475~500 nm具有较强的荧光发射峰(量子产率为12%),且发射寿命为3.34 ns。生物研究发现,MF对HeLa细胞具有较低的毒性,并能够有效着色溶酶体,有望作为溶酶体荧光探针被进一步探索。