基于聚集诱导发光增强丙烯腈类衍生物的合成，表征及光学性质

【摘要】具有聚集诱导发光增强(AIEE,Aggregationinducedemissionenhancement)性质的有机和高分子的光功能材料能够在聚集或固态条件下,通过改变分子组成、扭曲构象、刚性结构、堆积形式等调节荧光发射强度和波长,因其在有机电致发光、有机固体激光、荧光探针、生物成像等许多高科技领域的应用前景,受到了人们的广泛关注,已经成为一个新兴的多学科交叉的前沿领域。拓展设计合成新型的聚集诱导发光效应的化合物,目前是有机光电领域一个研究方向。本文以具有AIEE效应的有机(高)分子材料设计开发为主线,合成并表征了两类具有AIEE的丙烯腈类衍生物,包括以吲哚[3,2-b]咔唑为核的荧光材料和新型的氰基取代二苯乙烯类分子以及其引发的聚合物,充分研究了这两类材料的光物理性质,构效关系,及其在发光二极管(LED)中的应用。主要研究内容如下：(1)充分调研聚集诱导发光材料的文献,详细综述聚集诱导发光现象的机理、应用及发展前景,并在此基础上提出了本论文的设计思想。(2)以吲哚[3,2-b]咔唑为核心,通过Fischer吲哚化反应、Vilsmeier甲酰化反应、Knoevenagel反应、还原反应等合成了一系列新型吲哚[3,2-b]咔唑类衍生物,通过1HNMR、13CNMR、质谱、红外和单晶X-射线衍射等手段对中间体和目标产物进行了表征。(3)系统研究了合成的新型吲哚[3,2-b]咔唑类衍生物(T1-T5)的线性光学性质、电子结构、热稳定性、电化学性质及聚集态形貌。紫外吸收光谱,荧光发射光谱研究结果表明化合物T1,T2,T4具有优越的AIEE’性质。化合物T4的单晶结构表明J聚集体的形成和共轭度的增加共同导致了AIEE现象的原因。通过扫描电镜和荧光显微发现化合物T2在适当的条件下可以实现的自组装且具有优良光波导的性质,为其在光波导材料上的应用提供了一定的实验依据。(4)通过简单的一步反应合成了含有羟基对称的新型氰基取代二苯乙烯衍生物I,并用其当作引发剂通过开环聚合(ROP,ring-openingpolymerization)合成聚己内酯I-PCL,聚乳酸I-PLA。对目标产物在THF/H2O的混合溶液中的行为研究,发现其都具有良好的AIEE活性,表明将具有AIEE性质的荧光核心I引入到聚合物分子链中赋予甚至增强了其聚集增强效果。通过引发剂I的单晶结构以及聚合物本身的框架很好的解释了各自的AIEE机理。考虑到聚合物I-PLA的高热稳定性,将其应用在电致发光二极管(LED)器件上,获得较好的白光。
【作者】贾文斌；
【导师】杨家祥；
【作者基本信息】安徽大学，化学工程，2014，硕士
【关键词】聚集诱导发光增强；吲哚[3,2-b]咔唑；氰基取代二苯乙烯；单晶结构；自组装；发光二极管；

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