新型氟硼二吡咯(bodipy)染料的合成、表征及性质研究

《新型氟硼二吡咯(bodipy)染料的合成、表征及性质研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、新型氟硼二吡咯（BODIPY）染料的合成、表征及性质研究TheSynthesis,Characterization,andPropertiesofNewBODIPYDyes一级学科：化学学科专业：化学（博）作者姓名：刘平指导教师：陈宇教授陈志坚教授天津大学理学院二零一七年五月万方数据万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明

2、并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日万方数据万方数据摘要摘要氟硼二吡咯（BODIPY）染料由于其独特的光电性质，在有机太阳能电池、光信息存储、自组装材料和光动力治疗等领域具有广泛的应用，从而引起了国内外学者极大的关

3、注，并逐渐成为研究的热点。近红外吸收和发射的BODIPY染料能够应用于有机半导体材料，具有分子间氢键的BODIPY染料在纳米材料领域也具有良好的应用前景。因此，设计合成新型的近红外BODIPY染料和具有自组装功能的BODIPY染料在染料领域具有重要意义。本论文以近红外BODIPY染料的合成及具有氢键自组装功能BODIPY染料的制备角度出发，设计合成了一系列新型的BODIPY染料，并研究其光谱、电化学及自组装性质，具体研究内容包括：1、以2，3，5，6-四碘代BODIPY染料为原料和不同噻吩锡试剂的Stille偶113联反应制备了七个新型四噻吩取代BODIPY染料，并通过HNMR，

4、CNMR，高分辨质谱（HRMS）和IR等手段对染料分子进行表征，并培养出BODIPY4e的单晶，由X-射线单晶衍射分析得到的数据确定了分子的单晶结构。研究了七个新型四噻吩BODIPY染料的光谱性质，发现由于噻吩基团的引入，使染料的吸收红移到近红外区域，并对染料在不同溶剂中的荧光量子产率进行测试，发现随着溶剂极性的增大，染料的荧光量子产率逐渐降低，证明染料在溶液中荧光猝灭是分子内电荷转移（ICT）机理。对七个新型染料的电化学性质进行了研究，得到染料分子电化学能级带隙，并利用密度泛函理论计算分子的HOMO和LUMO能级。光谱能级带隙、电化学能级带隙及密度泛函理论计算的能级带隙，都具有

5、相同的变化趋势，实验得到的能级带隙证明该类染料是潜在的有机半导体材料。2、利用2，6-二碘代BODIPY染料与5-乙炔基尿嘧啶或者6-乙炔基尿嘧啶的Sonogashira偶联反应制备了七个新型含有尿嘧啶基团的BODIPY染料，并通113过HNMR，CNMR，HRMS等手段对染料分子进行表征。研究了新型染料在二氯甲烷、正己烷和甲基环己烷中不同的紫外吸收光谱、荧光光谱、荧光量子产率及荧光寿命，其中染料11-12测试得到较好的变温吸收谱图和变浓度吸收谱图。实验表明，染料在非极性溶剂中聚集体的荧光寿命较单体的荧光寿命变短，聚集体荧光量子产率比单体的荧光量子产率大，符合J-聚集体的特性。I

6、万方数据摘要13、设计合成了新型近红外BODIPY及氮杂BODIPY染料，通过HNMR，13CNMR，HRMS等手段对染料分子进行表征，并对其性质进行研究。合成了三个含有多烷氧基长链的氮杂BODIPY染料，并测试吸收和发射光谱性质。测试结果表明，新型氮杂BODIPY染料的吸收处于近红外区域，且荧光寿命呈双指数拟合曲线衰减。研究了氮杂BODIPY染料的电化学性质，并得到了染料的电化学能级带隙；利用1，3，5，7-四甲基取代BODIPY染料与对甲基苯甲醛或者对N,N-二甲基氨基苯甲醛的Knoevenagel缩合反应得到两类新型3，5-二苯乙烯基BODIPY染料。研究了3，5-二苯乙烯

7、基BODIPY染料的光谱性质和电化学性质，并得到染料分子的能级带隙。实验结果表明，氮杂BODIPY染料和3，5-二苯乙烯基BODIPY染料能级带隙符合有机半导体太阳能电池材料的要求，是潜在的有机半导体材料。关键词：功能染料，氟硼二吡咯，氮杂氟硼二吡咯，近红外，自组装，荧光II万方数据ABSTRACTABSTRACTBODIPYshavebeenwidelyappliedinvariousfields,suchasopticalinformationstorage,organics