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2-（2-羟基苯基）苯并噻唑系及其与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：

张志于

学位授予单位：

湖南科技大学

摘要：

2-（2-羟基苯基）苯并噻唑（HBT）及其衍生物是一类典型的质子转移有机分子,此类化合物可发生分子内质子转移,具有较大的荧光发射能力。卟啉类衍生物也是一类具有独特荧光性能的分子,该类化合物不但斯托克斯位移大、荧光量子产率高,其荧光团中心骨架还可进行修饰,从而得到荧光性能不同的衍生物。鉴于此,将二者通过合适的桥连基团进行相连,可得到集二者优良性能于一体的新功能材料。因此,本文采用理论计算和实验相结合的方法研究了溶剂效应和取代基效应对HBT质子转移的影响。合成了二元化合物（HTP）,通过荧光光谱法分析了不同溶剂对HTP紫外光谱和荧光发射光谱的影响,此外,构成了2-（2-羟基-5-氨基苯基）苯并噻唑（HBT-NH2）和氨基卟啉（TPP-NH2）的荧光共振能量转移体系（FRET）,分析了供受体浓度对此体系的影响规律。1、本文通过优化前人的合成方法,设计合成了2-（2-羟基苯基）苯并噻唑及其衍生物。通过测定其紫外光谱和荧光光谱,研究了溶剂效应和取代基效应对HBT质子转移的影响规律。实验结果表明,在强极性溶剂中HBT会与溶剂作用而形成酚氧负离子,在460 nm附近会观察到酚氧负离子的荧光峰。随着溶剂极性的降低在460 nm附近的荧光峰消失并在长波长处出现新的荧光峰,即酮式荧光峰。因此,溶剂极性降低有利于质子转移过程的进行。荧光光谱法表明,HBT羟基对位被不同基团取代以及不同位置被同一基团取代后均出现双荧光发射峰,即烯醇式荧光峰和酮式荧光峰。当连叔丁基等供电子基团时阻碍HBT质子转移过程的进行,而连醛基等吸电子基团时,分子易通过ESIPT过程达到稳定结构。通过分析HBT不同位置被取代后的荧光光谱,发现HBT光谱性质的变化既与取代基的吸或供电子性质有关,也与取代基所处位置有关。为了进一步验证实验结果的准确性,通过密度泛函理论计算了HBT及其衍生物的键长、电荷密度以及紫外光谱、荧光光谱。计算结果和实验结论基本吻合,进一步说明了取代基对HBT质子转移的影响规律。2、测定了HBT-NH2和TPP-NH2的紫外光谱和荧光光谱,发现两者可分别作为FRET体系的供体和受体。通过改变供体浓度或者受体浓度,分别测定了两种条件下的荧光发射光谱。实验结果表明,当供体浓度保持不变,改变受体浓度时,随着受体浓度的不断增大,供体荧光强度降低而受体荧光强度增强。相反保持受体浓度不变而改变供体浓度时,随着供体浓度的增大,受体荧光强度降低。说明供体和受体浓度的改变对HBT-NH2和TPP-NH2构成的FRET体系有较大影响。3、采用对HBT及TPP-NH2结构进行修饰的方法,通过合适的桥连基团对二者进行连接,合成了二元化合物,并对其进行了核磁氢谱和质谱的表征。测定了不同溶剂中HTP的紫外吸收光谱和荧光发射光谱,研究了溶剂对两种光谱的影响。实验结果表明,在不同溶剂中HTP均出现417nm附近的强吸收峰和450-650 nm内的四处弱吸收峰,在荧光光谱中还可以看到随着溶剂极性的增大,HTP在650 nm附近的荧光峰呈现升高的趋势,说明HTP受溶剂的影响较大,但对其峰位的影响较小。

摘要译文

关键词：

HBT; TPP-NH2; 荧光光谱; 密度泛函理论; 质子转移; 取代基效应

学位年度：

2019

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：

TB34[功能材料⑨];O621.25[化学性质、有机化学反应]

学科分类号：

070308[能源化学];070303[有机化学];081704[应用化学]

D O I：

10.27738/d.cnki.ghnkd.2019.000144