多芳基丁二烯的聚集诱导发光性质及其应用

张亚会 导师： 董宇平

聚集诱导发光(Aggregation-induced emission，AIE)是指分子在稀溶液(分散态)中发光微弱或不发光，而在聚集态时具有荧光或者荧光发射增强的现象。AIE 现象有效地解决了绝大多数荧光材料聚集诱导猝灭(Aggregation-caused quenching，ACQ)的难题，扩大了荧光材料(聚集体状态下)在有机光电器件、化学传感、生物传感等领域的应用。

开发新的简易 AIE 基元，并阐明机理、实现应用，已成为目前 AIE 研究领域最主要的任务。本论文首次建立以六苯基丁二烯(HPB)为 AIE 基元的新体系，展现出在多个领域中的潜在应用价值。主要内容：

1. 通过对带有不同长度烷基链和取代基(溴，甲氧基)HPB衍生物AIE 性质的研究，表明取代基推、拉电子能力较弱时，对AIE 性质影响较小；由于单晶结构堆砌松散，从而呈现力致变色现象，并且可以通过“研磨-熏蒸”的方式实现力致变色的多次循环。

2. 成功合成并经柱色谱一次性分离提纯三种含醛基HPB异构体，3种异构体EE-、 EZ-和ZZ-HPB-CHO依次呈现黄光、绿光和青光，均具有典型的AIE性质。其中ZZ-HPB-CHO 由于扭曲的结构和较为疏松的堆积，具有力致变色的性能，并且在有机试剂的熏蒸下可以实现“研磨-熏蒸”和“蓝移-恢复”的多次循环。

3. 基于醛基的活性，通过与路易斯酸 B(C6F5)3配位作用以及 B(C6F5)3可催化醛基和羟基的半缩醛反应，实现红-黄-青的循环转化，这是目前报道中实现三色转换较为简单的方法。在这可重复循环过程中，每一化合物均保持典型的 AIE 或者 AEE性质。

4. 由醛基与丙二腈的反应，合成了ZZ-HPB-CN。由于CN基团的引入，使ZZ-HPB-CN发射波长红移。实验结果表明，试纸基底(滤纸)提供热诱导结晶作用，使ZZ-HPB-CN产生有序排序，与此同时，在紫外光的诱发下发生内环化反应，从而使ZZ-HPB-CN试纸荧光强度随着温度的升高而增强，实现越热越亮的效果，并在 30～70 ℃范围内荧光强度呈现与温度的线性关系，可以称之为光/热诱导荧光增强现象(LTEE)，这是第一个报道的对温度正响应的具有 AIE 性能的固态响应器件。

5. 通过利用醛基与茚二酮(ID)的反应，合成了具有典型 AIE性质的 EE-HPB-ID化合物。作为探针，其对 3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮(NTO)具有荧光点亮型响应，并且肉眼即可观测到荧光强度的改变。该检测在水/THF体系中，检测限可以达到 7 nM。此外，该化合物对于其他大部分多氮唑化合物均具有点亮型响应，即使硝基等强荧光猝灭性基团的存在也不会影响检测效果，而对常见的其他爆炸物和咪唑没有响应，表现出对多氮唑的广谱性检测能力。