苏州科技大学材料科学与工程学院, 江苏 苏州 215009
有机压致变色材料是一种在外界压力刺激下, 自身发光性能发生变化的智能材料, 在压敏元件、 信息存储显示、 压致传感等领域具有广阔的应用前景。 具有螺旋桨结构的三苯胺能够抑制分子间强的相互作用和紧密堆积, 在压致变色领域越来越受到关注。 以2-甲基蒽醌为原料, 经锌粉还原、 溴素溴化和钯催化的Suzuki偶联反应合成了一个以三苯胺为支、 蒽-2-甲基为核的新型化合物9,10-二［4-(N,N′-二苯基氨基)苯基］-2-甲基蒽(TPA-MA), 其结构经1H NMR, 13C NMR和MS表征, 采用紫外-可见吸收光谱、 荧光光谱、 X射线衍射光谱和密度泛函理论计算等研究了其溶剂效应和压致变色性能。 随着溶剂极性的增加, TPA-MA的紫外-可见吸收光谱几乎保持不变, 而荧光光谱峰位逐渐红移, 并且荧光强度呈现降低趋势。 Lippert-Mataga曲线和理论计算结果表明TPA-MA明显的溶剂效应是分子内电荷转移特性引起的。 同时, TPA-MA具有典型的压致变色性能。 在固态时其发射峰位于450 nm, 呈现比较强的蓝色荧光。 研磨后, 发射峰红移至466 nm, 并伴随荧光强度的降低。 研磨后的粉末置于二氯甲烷蒸汽中或加热至150 ℃, 又能恢复至原来的蓝色荧光, 具有循环反复性。 X射线衍射光谱表明TPA-MA的压致变色性能是晶体结构变化引起。 综合实验和文献报道, 蒽2-位甲基基团的引入可能进一步增大了TPA-MA分子扭曲构象, 抑制分子间相互作用, 使得晶体结构堆积更加疏松。 当外力作用时, 晶体结构容易被破坏, 分子结构趋于平面化, 增强分子内电荷转移特性, 导致TPA-MA发射峰红移并呈现荧光猝灭现象。
三苯胺 偶联反应 溶剂效应 压致变色 Triphenylamine Coupling reaction Solvatochromism effect Piezofluorochromism 光谱学与光谱分析
2023, 43(6): 1776
1 天津科技大学 化工与材料学院, 天津 300457
2 中国石化上海石油化工研究院, 上海 201208
以丁二酸二丁酯为原料, 经过缩合、氨化、芳构化合成了单苯环荧光化合物2,5-二氨基-1,4-苯二甲酸丁酯2a。溶液中化合物2a的最大荧光发射峰变化范围为60 nm, 即从正己烷中的514 nm 到乙二醇中的574 nm。化合物2a在固态下经紫外光照射可发出黄色荧光, 其最大发射波长为558 nm, 荧光量子产率(Ф)为0.28。采用氯甲酸-2,2,2-三氯乙酯(TrocCl)将化合物2a的氨基酰化可得到单酰胺化产物化合物2b, 固态下可发出绿色荧光, 其最大荧光发射峰位于493 nm, Ф为0.13; 进一步酰化可得到双酰胺化产物化合物2c, 固态下可发出蓝色荧光, 其最大荧光发射波长467 nm, Ф为0.79。这一过程可以在本色纸上原位完成, 进而实现荧光三色转变。即将化合物2a溶液书写于纸张上可获得黄色荧光字样, 在其上涂写不同浓度的TrocCl溶液可将纸张上的化合物2a转化为化合物2b和2c, 从而使字体的发光颜色变为绿色和蓝色。
固态荧光 变色调控 二氨基对苯二甲酸酯 溶致变色 solid-state fluorescence colour-tunable diaminoterephthalate solvatochromism
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Optics and Optical Engineering, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China
2 CAS Key Laboratory of Soft Matter Chemistry, Department of Polymer Science and Engineering, iChEM, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China
A range-extended acidity detector based on Nile red was designed and analyzed in this work. In light of the good lasing property and solvatochromism characteristic of Nile red/ethanol solution, we have obtained laser spectra of sulfuric acid in different concentrations doped in this substrate. Moreover, to expand the acidity detection range, we proposed a tandem cuvette system containing rhodamine 6G/ethanol and Nile red/ethanol. Consequently, the detection range could be enlarged from 26 nm to 40 nm, by changing not only the wavelength peak but also by the intensity ratio of dual-wavelength laser output. In addition, by changing the detection and substrate materials, the whole detection range could be expanded, and therefore a wide range of applications in polarity and acidity detection could be implemented via this method.
acidity detector solvatochromism characteristic Nile red tandem cuvette system Chinese Optics Letters
2020, 18(11): 111402
1 同济大学 环境科学与工程学院, 上海 200092
2 安徽大学 资源与环境工程学院, 安徽 合肥 230601
3 安徽大学 化学与化工学院, 安徽 合肥 230601
通过Debus-Radziszewski、Suzuki-Miyaura 和Knoevenagel 缩合反应, 设计合成了一种新型的咪唑衍生物L, 并使用傅里叶变换红外光谱和核磁共振氢谱对合成化合物进行了结构表征。不同极性溶剂中光物理性质和密度泛函理论计算结果表明该系列化合物具有典型的分子内电荷转移(Ｉntramolecular charge transfer,ICT)效应; 紫外-可见吸收和荧光发射光谱证实它表现出聚集诱导猝灭(Aggregation-caused quenching,ACQ)性质。进一步的光物理性质测试表明化合物L在THF/H2O混合溶液中可实现对2,4,6-三硝基苯酚(苦味酸, picric acid,PA)的检测, 检测限为3.7×10-6 mol/L。
咪唑衍生物 荧光探针 苦味酸 溶致变色效应 imidazole derivative fluorescence chemosensor picric acid (PA) solvatochromism effect
