基于近红外手性高分子材料设计与偏振发光性能研究

This program is mainly focused on the design and synthsis of near-infrared circularly polarized luminescence (NIR-CPL) materials based on chiral conjugated polymers and metal-containing chiral polymer complexes. Herein, BODIPY or aza-BODIPY, binaphthol, aza-β-diketonate, salen-Zn(II)、salen-(BF2)2 chosen as chiral units or fluorophores, and benzo[2,1,3]thiadiazole, thiophene, carbazole, phenothiazine, Ru(II)/Pt(II) complexes as donor or acceptor linkers, regular and well-ordered D-π-A/D-A type chiral polymer or chiral polymer complexes can be synthesized by Pd-catalyzed cross-coupling reaction. Stable chiral feature in the conjugated polymer backbone can be greatly enlarged by special space and electron-induced group for the modification of chiral microenviroment at well-defined molecular level. Tunable emission wavelength, low band gap and high fluorescence quantum effeciency can be improved by introduction of different donor and acceptor groups in NIR chiral polymer main chain backbone. The correlation between chiral unit and various conjugated polymer structure can activate the synergic effect, which leads to obvious amplification of both the anisotropy r value and g (λ) value of NIR-CPL.

以手性高分子和手性高分子配合物的近红外偏振发光性质为研究导向，选择BODIPY、aza-BODIPY、联萘酚、氮代β-二酮、salen-Zn(II)、salen-(BF2)2配合物等为手性单元或荧光团，以苯并噻二唑、噻吩、咔唑、吩噻嗪、Ru(II)/Pt(II)金属配合物等给电子或吸电子基团为共轭分子桥单元，通过Pd催化偶联反应，合成结构规整、高级有序的D-π-A/D-A型的手性高分子和高分子配合物。通过对手性单元微环境的修饰，产生空间效应和电子诱导效应，手性特征在共轭高分子体系中获得放大效应。通过对近红外手性高分子引入不同的donor与acceptor结构基团，调控发射波长，降低高分子能级带隙，提高荧光量子效率。通过手性结构基团与不同类别的共轭高分子间相互作用，产生协同效应，显著提高近红外高分子偏振荧光各向异性r值和g值。

本项目以结构为导向，以圆偏振发光性能为目标，从分子水平上调控手性发光体结构与圆偏振发光性能间关系。利用合理合成思想，在过去的4年内以手性联萘酚、联萘胺、环己二胺等为手性单元，各类高分子分别采取Pd催化下C-C偶联反应、醛胺缩合反应、Click点击化学合成法等多重合成技术路线，共计合成得到100多个结构规整、排列有序的手性高分子。通过对手性高分子引入不同的给体与受体结构基团，调控发射波长，降低高分子能级带隙和提高荧光量子效率。尤其以AIE单元为连接单体，合成一系列手性发光高分子，并测试其在聚集态下的圆二色谱和圆偏振发光以及能量传递机制等内容，在整个合成过程中涉及新化合物达300多种，同时也为结构新颖、性能优异的功能手性高分子材料的合成提供了新方法和新技术。本项目过去4年内与本基金项目研究内容相关的(标注21474048编号资助)已公开发表的学术论文38篇，均为SCI，其中IF>5.0为22篇，发表学术论文主要由本课题组完成。