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21世纪以来,具有聚集诱导发光特性的化合物被广泛地应用于生物医学领域。随着聚集诱导发光研究的不断深入,非典型生色团(如氨基、腈基、羰基、羟基等基团)的聚集诱导发光(AIE)现象得到了科学家们的关注。其中含P=O键的基团也属于非典型生色团的一种,但其是否具有AIE性能的研究寥寥无几。本论文详细地开展了含P=O键化合物的AIE性能研究。该类化合物以具有良好的分子链柔韧性的硅氧烷为分子骨架、以膦酸酯基为含P=O键的官能基团,结合不同空间位阻的P=O键邻近基团的引入,调节含P=O键基团的AIE性能。试验发现,所合成的多种含膦酸酯基硅氧烷均具有显著的AIE现象。部分含膦酸酯基硅氧烷分子还具有上转换发光现象,并且该上转换发光现象也具有AIE的特点。具体情况介绍如下:(1)通过先醇解后水解工艺制备了 3种含氨丙基的硅氧烷,分别为氨丙基-三(三甲基硅氧基)硅氧烷(ATTS)、氨丙基-甲基-二(三甲基硅氧基)硅氧烷(AMTS)和氨丙基-二甲基-(三甲基硅氧基)硅氧烷(ADTS)。使用多种测试方式进行了表征,对合成过程进行了反应优化,提高了反应产率。为后续含膦酸酯基硅氧烷的制备提供了原料。(2)通过Kabachnik-Fields(K-F)反应成功地合成了9种含膦酸酯基硅氧烷,即N-(1-膦酸二乙酯基-异丙基)-γ-氨丙基-三(三甲基硅氧基)硅氧烷(BITS)、N-(1-膦酸二乙酯基-环戊基)-γ-氨丙基-三(三甲基硅氧基)硅氧烷(PPTS)、N-(1-膦酸二乙酯基-环己基)-γ-氨丙基-三(三甲基硅氧基)硅氧烷(PHTS)、N-(1-膦酸二乙酯基-异丙基)-γ-氨丙基-甲基-二(三甲基硅氧基)硅氧烷(BIMS)、N-(1-膦酸二乙酯基-环戊基)-γ-氨丙基-甲基-二(三甲基硅氧基)硅氧烷(PPDS)、N-(1-膦酸二乙酯基-环己基)-γ-氨丙基-甲基-二(三甲基硅氧基)硅氧烷(PHDS)、N-(1-膦酸二乙酯基-异丙基)-γ-氨丙基-二甲基(三甲基硅氧基)硅氧烷(BIDS)、1,3-双{3-[N-(1-膦酸二乙酯基-环戊基)]氨丙基}-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷(DPPT)和1,3-双{3-[N-(1-膦酸二乙酯基-环己基)]氨丙基}-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷(DHPT),并通过1H-NMR、29Si-NMR、31P-NMR、质谱等测试对结构进行表征。对合成过程进行了优化,提高了反应产率。(3)对上述合成的9种含膦酸酯基硅氧烷进行了荧光性能测试。通过测试不同浓度的9种含膦酸酯基硅氧烷在甲醇中的荧光性能及这9种含膦酸酯基硅氧烷在不同比例的甲醇/水混合溶液中的荧光性能,发现这9种含膦酸酯基硅氧烷均具有不同程度的AIE性能。其中BITS、BIMS与BIDS这3种含膦酸酯基硅氧烷除了存在常规的AIE现象外,还存在有趣的上转换发光现象,并且该上转换发光现象也具有AIE的特点。(4)对上述合成的9种含膦酸酯基硅氧烷的聚集诱导发光机理进行了探究。通过与不含Si-O-Si键的N-(1-膦酸二乙酯基-异丙基)-氨丙烷(PIA)及不含氮原子的癸基膦酸二乙酯(DDP)的荧光性能进行比较,推测这9种含膦酸酯基硅氧烷的发光基团是膦酸酯基。通过对9种含膦酸酯基硅氧烷在不同比例的甲醇/甘油混合溶液中的荧光性能测试和对BIMS、PPDS、PHDS这3种含膦酸酯基硅氧烷理论模拟计算,认为这9种含膦酸酯基硅氧烷的聚集诱导发光机理包括膦酸酯基的分子内运动受阻机理和分子内电荷转移机理。