新型含氮雜環(huán)有機(jī)發(fā)光材料的設(shè)計(jì)、合成及性質(zhì).pdf

1、有機(jī)光電功能材料(例如有機(jī)非線性光學(xué)材料和有機(jī)電致發(fā)光材料)日益引起人們的興趣。有機(jī)雙光子吸收材料由于在雙光子顯微成像、三維光信息存儲、頻率上轉(zhuǎn)換激射、光限幅和光動力學(xué)治療等方面的應(yīng)用而深受人們的關(guān)注。具有大的雙光子吸收截面的有機(jī)材料是雙光子技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，而這類有機(jī)材料的缺乏很大程度上限制了雙光子技術(shù)的應(yīng)用。因此，本文通過調(diào)研、總結(jié)文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)合成了多咔唑衍生物和含吡啶雜環(huán)的咔唑衍生物，并詳細(xì)研究了它們的線性和非線性光學(xué)性質(zhì)。主要研究內(nèi)

2、容如下： 1.設(shè)計(jì)合成了具有共軛體系的多咔唑衍生物Y1和Y2，用1HNMR和13CNMR對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。系統(tǒng)研究了它們在不同極性溶劑中的紫外吸收光譜和單光子熒光光譜。研究結(jié)果表明：在不同極性的溶劑中，紫外吸收光譜變化不大；而單光子熒光最大峰位隨著溶劑極性的增大而有一定的紅移，用Lippert方程對此現(xiàn)象做了解釋。并解釋了單光子熒光在極性小的溶劑中出現(xiàn)雙峰現(xiàn)象。用熒光參比法測定了兩種分子在不同溶劑中的量子產(chǎn)率，結(jié)果表明它們在大

3、多數(shù)溶劑中具有較高的量子產(chǎn)率。另外，研究了它們的雙光子熒光性質(zhì)，并采用雙光子誘導(dǎo)熒光法測定了Y1和Y2的雙光子吸收截面，其值分別為26.0GM和73.5GM。 2.利用水相或無溶劑固相的Aldol縮合、Michael加成、Friedel-Crafts、Vismeier和無溶劑固相Witting等反應(yīng)合成了三種含2，2’∶6，2”-三吡啶(簡稱NNN)結(jié)構(gòu)單元的化合物(Y3～Y5)和四種含2,4,6-三苯基吡啶(簡稱CNC)結(jié)構(gòu)單

4、元的化合物(Y6～Y9)。研究了它們的線性光學(xué)性質(zhì)。研究結(jié)果表明：隨著溶劑極性的增大，線性吸收變化不大，而單光子熒光峰位呈現(xiàn)紅移現(xiàn)象。研究了它們的雙光子熒光性質(zhì)，并用雙光子誘導(dǎo)熒光法測定了它們的雙光子吸收截面。對于化合物Y7～Y9，隨著同一結(jié)構(gòu)單元枝數(shù)的增加，雙光子吸收截面呈規(guī)律性變化，例如在DMF中，雙光子吸收截面值呈比例增大：σY7：σY8：σY9=1∶2∶3。用INDO/SCI方法對Y7～Y9的單光子和雙光子吸收性質(zhì)、雙光子吸收截

5、面進(jìn)行了理論計(jì)算，計(jì)算結(jié)果表明，三個(gè)分子的雙光子吸收截面理論值和實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致，隨著結(jié)構(gòu)單元枝數(shù)的增加而成比例增大。 3.合成并表征了四種具有光學(xué)性質(zhì)的含咪唑基團(tuán)的化合物，并系統(tǒng)研究了它們的紫外吸收和單光子熒光性質(zhì)。研究結(jié)果表明：四個(gè)化合物的紫外吸收位于300-500nm之間，最大吸收峰在400nm左右，吸收峰隨著溶劑極性的增加沒有明顯的變化規(guī)律；除Y12外，其他三種化合物的單光子熒光峰隨著溶劑的極性增大呈現(xiàn)紅移，且熒光強(qiáng)度減弱。

6、這種紅移現(xiàn)象表明分子在激發(fā)態(tài)的極性比在基態(tài)時(shí)的極性大，用Lippert方程對此做了解釋。研究了它們在DMF和氯仿中的雙光子熒光性質(zhì)。 4.設(shè)計(jì)合成六種環(huán)金屬化配體(C∧N)Y14～Y19，利用1HNMR和13CNMR譜對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。獲得了Y15和Y16的晶體。晶體結(jié)構(gòu)在BrukerP4X-ray型四圓單晶衍射儀上分析測得，使用SHELXL-97程序，由直接法得到全部氫原子坐標(biāo)，由全矩陣最小二乘法優(yōu)化計(jì)算。利用最小二乘法的結(jié)果