一维线性共轭化合物的聚集荧光增强性能和荧光增强机理研究

目前有机发光材料所面临的一个重要问题是化合物在高浓度或固态时由于分子聚集，发光效率与低浓度时相比急剧下降。这在很大程度上限制了有机发光材料的应用。"聚集诱导发光"（AIEE）现象的发现使人们对有机发光材料的认识开拓了一个全新的角度。这类分子在聚集状态（如纳米颗粒或者固体薄膜）发光大大增强。对 AIEE 分子进行结构修饰可以应用到不同的领域。目前研究认为大多AIEE分子带有苯环和大的荧光基团，但一些不含苯环的体系也呈现出AIEE现象，同时从分子内基团旋转受阻、聚集态、激发态分子内质子转移、分子间相互作用等不同角度对AIEE现象进行了解释。本申请项目将针对具有AIEE现象的一维线性共轭体系进行研究。通过对不同结构的一维线性共轭化合物聚集荧光增强性能的研究，探索共轭链组成、修饰基团和AIEE性能的关系，聚集态对AIEE性能的影响，指导化合物分子设计，进一步丰富和完善聚集发光理论。

大多数有机发光材料在溶液状态下具有较好的发光性能，但在聚集状态下却不会发光或发光效率很低，在很大程度上限制了它们的应用范围。聚集诱导发光（AIE）体系的发现从根本上为解决这一难题提供了全新的思路，成为近年来备受关注的一个研究领域。目前AIE化合物大都具有螺旋状结构或支化的空间结构，这一自身形体特点决定了它们更适于做表面研究而不适于深入到一个生物结构的内部, 扩展 AIE 的研究到生物膜的表面功能探测、信使分子的标记、信息的捕获等研究领域是一个充满期待的发展方向。.通过分子设计，重点研究线性构型分子，分成四部分工作进行。首先，从最简单的联苯类化合物开始（A系列），考察联苯类和与其具有相似结构的联杂芳环类化合物的AIE性能，并讨论线性分子在多大长度范围内可以保持AIE性能，以及可能的机理。共设计合成了7个化合物，荧光光谱表明两个苯环相连的或两个吡啶环相连的共轭体系具有AIE性能，芳环上所带取代基对AIE性能无决定性影响。但是两个萘环相连的共轭体系则无AIE性能，可能是化合物平面性增强导致形成-堆积所致。而且继续连接芳环，延长碳链，化合物又无AIE特性。线性分子要想增大共轭体系同时又实现AIE效应难以实现。然后在此基础上，考察5个螺旋状分子三苯胺衍生物的AIE性能并讨论取代基对AIE性能的影响（B系列）。荧光光谱表明取代基对三苯胺化合物AIE性能会产生影响。第三部分，把联苯或联杂芳环片段与三苯胺片段通过双键连接起来基于分子内电荷转移原理构建C和D系列化合物，包括4个化合物，荧光发射光谱结果表明，这种结构的化合物均无AIE性能。可能是分子平面性太强，形成H-聚集体所致。第四部分工作设计了5个以菲啰啉为核的乙烯分子（E系列），目前这部分正在进行合成工作。