基于邻菲啰啉和联吡啶的多联杂芳基荧光主体分子的制备、性能及应用研究

以芳杂环C-H键功能化反应为基础，本申请拟通过对杂芳基功能化模块的合理选择，合成基于邻菲啰啉或联吡啶的环状化合物，从中筛选出具有平面大共轭结构、光学性能优异、应用前景较好的多联杂芳基刚性大环化合物，探索它们在超分子识别、组装以及各种光致氧化还原作用促进的化学反应方面的应用。合理运用各种C-H键直接功能化反应，在邻菲啰啉或联吡啶骨架上引入各种富电子或缺电子芳杂环，合成一系列开链结构的刚性多联杂芳基化合物，系统研究π电子共轭体系的扩展、分子的刚性、共平面性以及推-拉电子效应等结构因素对于化合物荧光性能的影响，寻找和发现具有优良光学特性的新型多联杂芳基荧光化合物并进一步开展其应用研究。充分利用吡啶类化合物优异的配位能力，构筑基于不同金属离子的金属-有机配合物发光体系，研究它们的发光性能与结构特征，并进一步拓展其中的若干化合物在化学传感器、生物医学成像以及光催化反应等方面的应用。

按照申请书的研究计划，本课题在联(杂)芳基有机共轭结构的构筑及其光电性能、超分子识别研究方面取得了一系列创新性结果，相关研究内容在J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Chem. Sci.、Chem. Commun.、Org. Lett.、Chem. Eur. J.等重要学术期刊上发表研究论文25篇，申请中国专利4篇。研究工作主要包括：发展了邻菲啰啉及联吡啶的(杂)芳基功能化修饰的简洁高效的合成策略，获得了一系列新型配体及太阳能电池敏化染料，并进行了相应的器件制作研究；发展了多类基于C–H 键直接功能化反应构建联(杂)芳基及稠环结构的新方法，获得了若干新型的蓝光、橙光及红光发射材料，获得了基于邻羟基苯基唑类化合物的单分子白光发射材料，研究了方酸菁染料的高效能量转移现象；在超分子识别及荧光生物成像研究方面，研究了咪唑鎓功能化方酸菁作为比色与荧光传感器在水溶液中对于GTP的选择性识别，研究了刚性的咪唑啉大环化合物对于富勒烯的络合作用，研究了全波段荧光发射特性的芳基中氮茚化合物的细胞荧光成像，发展了基于吲唑的低分子量近红外线粒体荧光探针。