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螺吡喃及其衍生物在紫外光激发和可见光激发或加热条件下,表现出明显的光致异构性能。闭环螺吡喃(SP)转化为开环部花菁(MC)型时,其极性变大,有利于作为能量转移的受体。
本文通过两步反应制得带羧基螺吡喃化合物,并通过酯化缩合的方法将制得的螺吡喃化合物接到了丙烯酸酯无规聚合物侧基上,制得含螺吡喃聚合物。运用FTIR、<1>H-NMR、UV-Vis吸收光谱及荧光光谱对所合成的物质进行了表征,证实了本论文化学合成方法的可行性。由于螺吡喃功能团的开环体极性较大,紫外光条件下含螺吡喃聚合物与表面活性剂四辛基溴化铵(TOAB)间的极性相互作用变大,进而发生光致自组装行为。以极性溶剂丙酮和二氯乙烷溶剂浇铸成膜,在紫外光照射下成膜,微观上含螺吡喃聚合物与表面活性剂形成了有序介晶相结构,在宏观上表现出同心圆造型。
另外,本文还通过酯化缩合的方法合成了两种取代度分别为2.0、3.8的含螺吡喃基团的环糊精化合物,并制得一系列的由螺吡哺环糊精化合物和荧光染料罗丹明B组成的超分子主客体复合物。运用<1>H-NMR、<13>C-NMR、UV-Vis吸收光谱及荧光光谱对所合成的两种化合物进行了表征,证实了本论文化学合成方法的可行性。并运用二维核磁中研究分子间空间相关的<1>H-ROESY方法证实,由分子自组装形成了包络结构的主客体复合物。螺吡喃环糊精和罗丹明B组成了一个光控荧光性能调控体系,通过紫外光和可见光照射实现可逆调控荧光强度。溶液介质对主客体复合物的光控荧光性能有较大影响,在乙醇-二甲基甲酰胺混合溶剂中,紫外光和可见光的照射下,罗丹明B的荧光强度可进行可逆调控,其荧光强度恢复值达到96%左右。通过激发态能级分析和电化学分析可知,荧光染料与螺吡喃开环体间发生的长程相互作用能量转移是导致荧光可逆调控的主要原因。