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2-（2-羟基苯基）苯并唑系及其与四苯基卟啉二元化合物的合成和光物理行为的研究认领

被引量： 1

作者：

彭文宇

学位授予单位：

湖南科技大学

摘要：

本文采用理论与实验相结合的方法,研究了溶剂效应对2-（2-羟基苯基）苯并噁唑（HBO）、2-（2-羟基-5-氨基苯基）苯并咪唑（NH2-HBI）光谱性质及激发态分子内质子转移（ESIPT）的影响,探讨了NH2-HBI与NH2-TPP,NH2-HBO与NH2-TPP之间的相互作用,采用酰胺反应合成了五种二元发光化合物,通过1H NMR和质谱进行了结构表征,并对二元化合物的光谱性质及分子内光诱导能量转移进行了研究。1、合成了HBO和NH2-HBI两种质子转移化合物,测定了不同溶剂中NH2-HBI的紫外吸收光谱及NH2-HBI和HBO的荧光发射光谱。结果表明,溶剂极性增大使NH2-HBI的最大吸收波长产生了红移;NH2-HBI和HBO均出现了烯醇式和酮式荧光峰,且随着溶剂极性的减弱,两者的烯醇式荧光峰强度降低,酮式荧光峰升高,表明溶剂极性的降低有利于ESIPT反应的发生。此外,在TD B3LYP/6-311++G（d）理论水平上对分子荧光光谱的模拟,较好的印证了实验结果。2、采用理论与实验相结合的方法对NH2-HBI与NH2-TPP,NH2-HBO与NH2-TPP之间的相互作用进行了研究。结果表明,NH2-HBI或NH2-HBO作为能量供体、NH2-TPP为能量受体均可构成荧光共振能量转移（FRET）体系,能量供体的荧光部分猝灭,而能量受体的荧光却明显增强。与此同时,发生了NH2-HBI的ESIPT与FRET的耦合作用,且形成了1:1的供体-受体作用分子对。理论上,NH2-HBI的醇式或酮式构型与NH2-TPP之间均可通过分子间氢键形成1:1的基态和激发态复合物,其发射波长的实验值与理论值较为接近。3、合成了HBI-TPP、HBO-TPP、HBI=TPP、HBT=TPP、HBO=TPP五种二元化合物。测定了HBI-TPP、HBO-TPP、HBT=TPP、HBO=TPP在不同溶剂中的紫外和荧光光谱,同时考察了金属阳离子对HBI-TPP和HBO-TPP荧光光谱的影响及溶液p H值对HBI-TPP、HBO-TPP、HBT=TPP荧光光谱的影响。结果表明,溶剂极性对这几种二元化合物的紫外光谱的影响较小。光激发诱导的分子内基团的能量转移使苯并唑系结构的荧光被猝灭,荧光光谱中仅呈现出卟啉发光团的荧光发射峰,其强度均随溶剂极性的增加而增强。Cu2+对HBI-TPP和HBO-TPP的荧光有较强的猝灭作用。p H对二元化合物荧光光谱的影响研究结果为:当溶液的p H=1时,体系的荧光猝灭严重,当溶液的p H=12～14时,均出现了质子转移物质和卟啉衍生物的特征荧光峰。量子化学计算得到了HBI-TPP和HBO-TPP的基态前线分子轨道,并证明了HBI-TPP在基态和激发态下的稳定构型均为烯醇式构型。

摘要译文

关键词：

二元化合物; 激发态分子内质子转移; 分子光谱; 荧光共振能量转移

学位年度：

2020

学位类型：

硕士

学科专业：

化学

导师：

易平贵陶洪文

中图分类号：

O626[杂环化合物]

学科分类号：

070303[有机化学];081704[应用化学]

D O I：

10.27738/d.cnki.ghnkd.2020.000151