吸电子基团共轭桥联的双BODIPY衍生物的合成及性能.pdf

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1、Vo1．36高等学校化学学报No．62015年6月CHEMICALJOURNALOFCHINESEUNIVERSmES1094～1099doi：10．7503／cjcu20150034供／吸电子基团共轭桥联的双BODIPY衍生物的合成及性能彭再喜，廖俊旭，徐勇军，赵鸿斌，彭敏，崔云增，宁静恒(1．长沙理工大学化学与生物工程学院，长沙410004；2．东莞理工学院化学与环境工程学院，东莞523808)摘要设计合成了4种对称的以不同供／吸电子基团为共轭桥、两端连接meso位苯或噻吩取代的新型氟化硼二

2、吡咯甲川I(BODIPY)衍生物；通过HNMR，”CNMR和MS等手段对其进行了结构表征；并采用紫外吸收光谱、荧光发射光谱及循环伏安(CV)等方法研究了其光电性能．紫外光谱数据表明，BODIPY结构具有明显的特征吸收，中间的桥联基团无论是强供电子的苯并二噻吩(BDT)还是强吸电子的苯并噻二唑(BT)均不能使整个分子产生明显的分子内电子迁移(ICT)．另一方面，rne$o位的取代基可与BODIPY核产生微弱的ICT，且D／~SO位噻吩取代的分子比me$o位苯环取代的分子表现出更强的ICT．紫外光谱

3、数据和电化学测试结果表明，lrteso位噻吩取代的分子比me$o位苯环取代的分子具有更低的氧化电位和更窄的能隙．关键词氟化硼二吡咯甲川衍生物；共轭桥；供／吸电子基团；光电性能中图分类号O621文献标志码A氟化硼络合二吡咯甲川(BODIPY)类荧光染料自1968年被Treibs和Kreuzer【1J首次报道以来，因其在可见光波长范围内具有明显的紫外吸收和荧光发射峰、相当高的荧光量子产率、较大的摩尔消光系数及分子结构易于修饰等特殊性能而受到越来越多的关注．近2O年来，BODIPY染料已被广泛应用于光

4、化学传感器、光动力学疗法的光敏剂、荧光分析和太阳能电池中的光捕集器中．2，1，3一苯并噻二唑(BT)具有较强的平面性和吸电子能力、较高的氧化电位和良好的空气稳定性等优点¨，被广泛应用于构建给受体型小分子；苯并二噻吩(BDT)具有良好的平面共轭结构和较强的给电子能力[1。及较高的载流子迁移率，被广泛应用于有机太阳能电池材料中．在分子构筑中，苯基团和噻吩基团通常被用作7r桥构筑单元，2种基团各有所长，噻吩基团的给电子能力和离域程度优于苯基团，而苯的芳香性强于噻吩．Thompson等设计合成了通过亚苯

5、基桥联和单键直接桥联的双中心BODIPY化合物，但紫外吸收光谱数据表明增加1个亚苯基反而使紫外吸收轻微蓝移．Wang等¨在此基础上继续增大桥联苯基的长度，紫外吸收光谱数据表明增大桥联苯基长度同样使紫外吸收出现轻微蓝移．本文设计合成了4种对称的以不同的供／吸电子基团为共轭桥、两端连接／／ZeSO一位苯或噻吩取代的新型BODIPY衍生物(BDP1一BDP4)，研究了其紫外吸收光谱、荧光发射光谱及电化学性质，期望得到取代基的电子性质与最大紫外吸收波长和分子能级的关系，从而开发出优良的光电材料．1实验部

6、分1．1试剂与仪器2一溴噻吩购于郑州阿尔法化工有限公司；其它试剂均购于阿拉丁试剂(中国)有限公司；所有溶剂使用前都经过蒸馏提纯处理．收稿日期：2015-01—12．网络出版El期：2015-05-15．基金项目：国家自然科学基金(批准号：21342003)、广东省自然科学基金(批准号：2014A030313630)和广东省教育厅广东省高等学校高层次人才项目[批准号：粤财教(2013)246号]资助．联系人简介：宁静恒，女，博士，副教授，主要从事有机功能材料研究．E—mail：ningjinghe

7、ng@126．corn廖俊旭，男，工程师，主要从事有机功能材料研究．E-mail：liaojx83@126．comNo．6彭再喜等：供／吸电子基团共轭桥联的双BODIPY衍生物的合成及性能XT-4型双目显微镜熔点仪(上海仪电分析仪器有限公司)；Bruker600MHz核磁共振仪(瑞士Bruker公司)；Brukerultraflex．1I型飞行时间质谱仪(瑞士Bruker公司)；UV3100型紫外一可见分光光度计(日本Shimadzu公司)；CHI660E电化学工作站(上海辰华仪器有限公司)；F

8、-4500型荧光分光光度计(13本Hitachi公司)；GCMS．QP2OlO型气相色谱一质谱联用仪(日本Sh．imadzu公司)．1．2实验过程目标化合物BDP1一BDP4的合成路线见Scheme1．中间体1参照文献[17]方法合成，MALDI—TOF—MS(C32H54O2sSn2计算值)，m／z：772．130(772．160)[M]；中间体2参照文献[18]方法合成，m．P．200．4～202．6oC(文献值[1引：202～203oC)；中间体3参照文献[19]方法合成，m．P．112．