基于1,8-萘啶体系小分子化合物的合成及发光性质研究

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在由电子时代向光电子时代过渡的今天,光电功能材料的研究引起了社会各界的广泛关注。目前,小分子配合物发光材料的研究更是如火如荼,为了满足全色显示,就必须解决蓝光材料短缺的问题。本文就小分子配合物蓝光材料的研究方面设计合成了几种能够发射蓝光并具配位功能的配体,通过X-单晶衍射、核磁共振谱、质谱等确定了他们的结构,通过UV-Vis谱、荧光光谱研究了他们的发光性质。在研究的过程中,我们发现其中的两种化合物其发射能随着光照时间的延长或pH值的变化而改变。据此,我们探讨了这些化合物的发光机理。研究结果如下:1.设计合成了一种新的配体2-氨基-7-氯-1,8-萘啶,通过1HNMR、FAB-MSX-单晶衍射等手段确证了它的结构,结果表明,此化合物的分子不仅可以通过氢键作用,而且还可以通过分子间萘啶环的π-π 堆积作用形成三维网状超分子结构。形成超分子结构后还剩有一个可以形成氢键的Cl原子和一个可以配位的N原子,因此,此化合物可以作为一种配体与金属配位后,通过分子间作用形成超分子结构。通过对其荧光性质的研究,发现此类化合物具有很强的蓝光发射性质,因此,可用于小分子配合物蓝光材料的研究。2.根据光开关分子的要求,我们设计合成了两种含双键的配体2-苯乙烯基-1,8-萘啶和对二-(2-1,8-萘啶乙烯基)苯,通过IR、1HNMR、FAB-MS、ESI-MS、 GC-MS等手段确证了他们的结构。通过对他们的荧光性质的研究表明,这两种化合物在蓝光区都有良好的荧光发射,并且都具有对pH的敏感性。酸性条件下,荧光发射都向长波方向移动,碱性条件下,荧光发射的波长几乎不发生移动,但发射强度有了明显的下降。结合荧光发射光谱和荧光激发光谱,我们认为他们良好的荧光发射可能来自于分子内电荷转移所形成的激发态的电子跃迁。3.我们在研究配体2-苯乙烯基-1,8-萘啶的荧光光谱时,发现此化合物不仅具有对酸碱的敏感性,而且还具有对光的敏感性,我们把对光的敏感性归因于双键的翻转所形成的顺反异构的发光。一般来说,双键化合物在基态条件下反式构型比较稳定。所以,在极性溶剂乙醇中,化合物的分子主要以反式构型存在于溶液中,荧光发射在短波区。光照后分子吸收了能量,使反式构型<WP=5>翻转为顺式构型,荧光发射出现在长波区。随着光照时间的增长,顺反构型通过一个动态的转化最终达到一个动态的平衡,即顺反构型同时存在。反映在荧光光谱上就是长波和短波处的发射强度几乎完全相等,并且几乎降至原来的一半。我们认为荧光强度的衰减与双键异构化所消耗的能量有关。
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