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本论文主要集中在两方面:
(1)合成方法:即如何快速、简便、准确地合成具有设计结构的新型树枝状大分子并得到大量样品。
(2)功能化:即在树枝状大分子合成过程中引入具有功能性的基团,或对树枝状大分子的表面基团和核进行修饰,使其具备某些方面的功能。
本文在合成了一系列外围分别带乙基和羟基的三嗪树枝状大分子的基础上,分别用荧光性能很好的8-羟基喹啉核和丹磺酰氯为核对其进行修饰,并确认了他们的结构,初步研究了他们的荧光性能。主要研究内容和结论如下:
(1)以廉价的二乙胺、二乙醇胺、三聚氯氰、哌嗪和N-(2-胺乙基)哌嗪为原料,采用收敛法制备了外围基团分别为乙基和羟基的第1代、第2代三嗪树枝状大分子。合成条件温和,产率高,并用1H-NMR,13C-NMR,IR等方法对树枝状大分子进行了结构确认。
(2)将5-胺基-8-羟基喹啉丙烯酰化得到5-丙烯酰胺基-8-羟基喹啉,将其作为荧光核,用三嗪树枝状大分子修饰得到2种第1代树枝状8-羟基喹啉配体,该合成方法无需复杂的官能团保护与脱保护,步骤简便;将他们与醋酸锌在甲醇中配位,得到了2种相应的树枝状8-羟基喹啉锌配合物,它们易溶于常见溶剂,这为制造有机电致发光器件的湿法工艺制膜提供良好了的条件。
(3)采用荧光光谱仪对这些配体和配合物进行测试,发现经树枝状修饰后无论配体还是配合物荧光均变强,其中配合物比配体荧光性能强;树枝状结构的外围基团影响荧光性质,乙基会使荧光发生红移,羟基则不明显;外围基团带羟基的树枝状修饰能更好增强荧光强度,它比未修饰前的5-丙烯酰胺基-8-羟基喹啉的荧光增强近1倍。
(4)分别用第1代、第2代带羟基的三嗪树枝状大分子修饰丹磺酰氯,得到了相应的第1代、第2代含有显著结构差异的荧光性三嗪树枝状大分子,该合成简便,产率90%以上,且得到的树枝状化合物在常见溶剂中具有良好的溶解性。采用IR、1H-NMR、13C-NMR对产物进行结构表征。
(5)对丹磺酰基核三嗪树枝状大分子的荧光光谱特性进行了初步的研究,与没有树枝状修饰的丹磺酰氯(DNSCL)相比,发现用第1代、第2代树枝状大分子修饰后的荧光发射波长发生轻微红移,荧光强度增强明显,分别是DNSCL的3倍和9倍。
(6)本文合成的荧光性树枝状大分子在很低的浓度下(1×10-5mol/L)仍能发出较强的荧光,有望作为一种良好的新型发光材料,在有机电致发光器件、光化学分子器件中存在广阔的应用前景。