具有聚集态荧光增强性质的新型Tröger'sBase衍生物的合成与表征

褚衍环 韩辉 李维 刘振涛 韩相恩

引用本文: 褚衍环, 韩辉, 李维, 刘振涛, 韩相恩. 具有聚集态荧光增强性质的新型Tröger'sBase衍生物的合成与表征[J]. 有机化学, 2016, 36(2): 336-345. doi: 10.6023/cjoc201508023 shu
Citation:  Chu Yanhuan, Han Hui, Li Wei, Liu Zhentao, Han Xiang'en. Synthesis and Characteristics of Novel Tröger's Bases with the Properties of Aggregation-Induced Emission[J]. Chinese Journal of Organic Chemistry, 2016, 36(2): 336-345. doi: 10.6023/cjoc201508023 shu

具有聚集态荧光增强性质的新型Tröger'sBase衍生物的合成与表征

    通讯作者: 韩相恩
  • 基金项目:

    中央高校基本科研业务费专项基金(No. 2015XKZD08)资助项目 (No. 2015XKZD08)

摘要: Tröger's bases (TB)具有特殊的刚性、立体Λ-型扭转构型, 理论上, 在分子堆积时其空间位阻作用不利于形成易引起“固态荧光淬灭”π-π密堆积, 可以有效改善有机发光材料中常见的由π-π密堆积引起的固态荧光淬灭现象. 选择Λ-型TB骨架作为分子的基本框架, 首先以溴代Λ-型TB为原料合成了醛基取代的TB, 再通过醛基-TB与取代苯乙腈类化合物经过简单的Knoevenagel缩合反应首次高效地合成了4个具有聚集态荧光增强特性的TB-氰基取代苯乙烯衍生物1a2a3a4a, 我们又通过钯催化的Heck偶联反应成功地将2-乙烯基噻吩引入到Λ-型TB中, 合成了结构对称的D-π-C-π-D型TB衍生物5a, 这些化合物均具有较大的Stokes位移. 所有产物均通过1H NMR, 13C NMR和HRMS等进行表征, 并详细地对这些化合物的光电物理性质等进行了深入的研究, 并重点探索验证了这些化合物的聚集诱导发光现象, 它们在掺水聚集过程中均表现出明显的聚集荧光增强的性质, 表明我们所合成的这些化合物均具有良好的聚集诱导发光性能(AIE). 通过测试化合物1a2a5a在不同溶剂中的紫外吸收光谱和荧光光谱, 表明化合物2a具有一定的溶剂效应, 且这3个化合物的荧光发射峰位置都随着溶剂极性不同而发生变化, 说明这些化合物存在着一定的ICT跃迁效应. 通过对这些化合物的初步探究, 希望这类新型固态发光TB衍生物能够在电致发光材料等领域具有潜在的应用价值.

English

  • 
    1. [1] Friend, R. H.; Gymer, R. W.; Holmes, A. B.; Burroughes, J. H.; Marks, R. N.; Taliani, C.; Bradley, D. D. C.; Dos Santos, D. A.; Bredas, J. L.; Logdlund, M.; Salaneck, W. R. Nature 1999, 397, 121.[1] Friend, R. H.; Gymer, R. W.; Holmes, A. B.; Burroughes, J. H.; Marks, R. N.; Taliani, C.; Bradley, D. D. C.; Dos Santos, D. A.; Bredas, J. L.; Logdlund, M.; Salaneck, W. R. Nature 1999, 397, 121.

    2. [2] Scherf, U.; Riechel, S.; Lemmer, U.; Mahrt, R. F. Curr. Opin. Solid State Mater. Sci. 2001, 5, 143.[2] Scherf, U.; Riechel, S.; Lemmer, U.; Mahrt, R. F. Curr. Opin. Solid State Mater. Sci. 2001, 5, 143.

    3. [3] Sun, Y.; Giebink, N. C.; Kanno, H.; Ma, B.; Thompson, M. E.; Forest, S. R. Nature 2006, 400, 908.[3] Sun, Y.; Giebink, N. C.; Kanno, H.; Ma, B.; Thompson, M. E.; Forest, S. R. Nature 2006, 400, 908.

    4. [4] Samuel, I. D. W.; Turnbull, G. A. Chem. Rev. 2007, 107, 1272.[4] Samuel, I. D. W.; Turnbull, G. A. Chem. Rev. 2007, 107, 1272.

    5. [5] Thomas, S. W.; Joly, G. D.; Swager, T. M. Chem. Rev. 2007, 107, 1339.[5] Thomas, S. W.; Joly, G. D.; Swager, T. M. Chem. Rev. 2007, 107, 1339.

    6. [6] Reineke, S.; Lindner, F.; Schwartz, G.; Seidler, N.; Walzer, K.; Lussem, B.; Leo, K. Nature 2009, 459, 234.[6] Reineke, S.; Lindner, F.; Schwartz, G.; Seidler, N.; Walzer, K.; Lussem, B.; Leo, K. Nature 2009, 459, 234.

    7. [7] Chen, C. T. Chem. Mater. 2004, 23, 4389.[7] Chen, C. T. Chem. Mater. 2004, 23, 4389.

    8. [8] Luo, J. D.; Xie, Z. L.; Lam, J. W. Y.; Cheng, L.; Chen, H. Y.; Qiu, C. F.; Kwok, H. S.; Zhan, X. Q.; Zhu, D. B.; Tang, B. Z. Chem. Commun. 2001, 381, 740.[8] Luo, J. D.; Xie, Z. L.; Lam, J. W. Y.; Cheng, L.; Chen, H. Y.; Qiu, C. F.; Kwok, H. S.; Zhan, X. Q.; Zhu, D. B.; Tang, B. Z. Chem. Commun. 2001, 381, 740.

    9. [9] Shen, X. Y.; Wang, Y. J.; Zhao, E. G.; Yuan, W. Z.; Liu, Y.; Liu, P.; Qin, A. J.; Ma, Y. G.; Sun, J. Z.; Tang, B. Z. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 7334.[9] Shen, X. Y.; Wang, Y. J.; Zhao, E. G.; Yuan, W. Z.; Liu, Y.; Liu, P.; Qin, A. J.; Ma, Y. G.; Sun, J. Z.; Tang, B. Z. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 7334.

    10. [10] Zheng, Z.; Yu, Z. P.; Yang, M. D.; Jin, F.; Zhang, Q.; Zhou, H. P.; Wu, J. Y.; Tian, Y. P. J. Org. Chem. 2013, 78, 3222.[10] Zheng, Z.; Yu, Z. P.; Yang, M. D.; Jin, F.; Zhang, Q.; Zhou, H. P.; Wu, J. Y.; Tian, Y. P. J. Org. Chem. 2013, 78, 3222.

    11. [11] Wang, J.; Mei, J.; Hu, R. R.; Sun, J. Z.; Qin, A. J.; Tang, B. Z. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 9956.[11] Wang, J.; Mei, J.; Hu, R. R.; Sun, J. Z.; Qin, A. J.; Tang, B. Z. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 9956.

    12. [12] Kokado, K.; Nagai, A.; Chujo, Y. Macromolecules 2010, 42, 6463.[12] Kokado, K.; Nagai, A.; Chujo, Y. Macromolecules 2010, 42, 6463.

    13. [13] Li, Z.; Dong, Y.; Lam, J. W. Y.; Sun, J. X.; Qin, A. J.; Haussler, M.; Dong, Y. P.; Sung, H. H. Y.; Williams, I. D.; Kwok, H. S. Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 905.[13] Li, Z.; Dong, Y.; Lam, J. W. Y.; Sun, J. X.; Qin, A. J.; Haussler, M.; Dong, Y. P.; Sung, H. H. Y.; Williams, I. D.; Kwok, H. S. Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 905.

    14. [14] Tong, H.; Hong, Y. N.; Dong, Y. Q.; Haeussler, M.; Li, Z.; Lam, J. W. Y.; Dong, Y. P.; Sung, H. H. Y.; Williams, I. D.; Tang, B. Z. J. Chem. Phys. B 2007, 111, 11817.[14] Tong, H.; Hong, Y. N.; Dong, Y. Q.; Haeussler, M.; Li, Z.; Lam, J. W. Y.; Dong, Y. P.; Sung, H. H. Y.; Williams, I. D.; Tang, B. Z. J. Chem. Phys. B 2007, 111, 11817.

    15. [15] Tong, H.; Dong, Y. Q.; Haeussler, M.; Hong, Y. N.; Lam, J. W. Y.; Sung, H. H. Y.; Williams, I. D.; Kwok, H. S.; Tang, B. Z. Chem. Phys. Lett. 2006, 113, 326.[15] Tong, H.; Dong, Y. Q.; Haeussler, M.; Hong, Y. N.; Lam, J. W. Y.; Sung, H. H. Y.; Williams, I. D.; Kwok, H. S.; Tang, B. Z. Chem. Phys. Lett. 2006, 113, 326.

    16. [16] Tröger, J. J. Prakt. Chem. 1887, 36, 225.[16] Tröger, J. J. Prakt. Chem. 1887, 36, 225.

    17. [17] Cabrero-Antonino, J. R.; Garcia, T.; Rubio-Marques, P.; Vidal-Moya, J. A.; Leyva-Perez, A.; Al-Deyab, S. S.; Al-Resayes, S. I.; Diaz, U.; Corma, A. ACS Catal. 2011, 1, 147.[17] Cabrero-Antonino, J. R.; Garcia, T.; Rubio-Marques, P.; Vidal-Moya, J. A.; Leyva-Perez, A.; Al-Deyab, S. S.; Al-Resayes, S. I.; Diaz, U.; Corma, A. ACS Catal. 2011, 1, 147.

    18. [18] Boyle, E. M.; Comby, S.; Molloy, J. K.; Gunnlaugsson, T. J. Org. Chem. 2013, 78, 8312.[18] Boyle, E. M.; Comby, S.; Molloy, J. K.; Gunnlaugsson, T. J. Org. Chem. 2013, 78, 8312.

    19. [19] Baldeyrou, B.; Tardy, C.; Bailly, C.; Colson, P.; Houssier, C.; Charmantary, F.; Demeunynck, M. Eur. J. Med. Chem. 2002, 37, 315.[19] Baldeyrou, B.; Tardy, C.; Bailly, C.; Colson, P.; Houssier, C.; Charmantary, F.; Demeunynck, M. Eur. J. Med. Chem. 2002, 37, 315.

    20. [20] Yuan, C.-X. Ph.D. Dissertation, Shandong University, Shandong, 2009 (in Chinese). (袁春雪, 博士论文, 山东大学, 山东, 2009.)[20] Yuan, C.-X. Ph.D. Dissertation, Shandong University, Shandong, 2009 (in Chinese). (袁春雪, 博士论文, 山东大学, 山东, 2009.)

    21. [21] Yuan, C. X.; Tao, X. T.; Ren, Y., Li Y.; Yang, J. X.; Yu, W. T.; Wang, L.; Jiang, M. H. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 12811.[21] Yuan, C. X.; Tao, X. T.; Ren, Y., Li Y.; Yang, J. X.; Yu, W. T.; Wang, L.; Jiang, M. H. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 12811.

    22. [22] Yuan, C. X.; Tao, X. T.; Wang, L.; Yang, J. X.; Ren, Y.; Yu, W. T.; Jiang, M. H. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 6809.[22] Yuan, C. X.; Tao, X. T.; Wang, L.; Yang, J. X.; Ren, Y.; Yu, W. T.; Jiang, M. H. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 6809.

    23. [23] Xin, Q.; Tao, X. T.; Liu, H. J.; Ren, Y.; Jiang, M. H. CrystEngCommun. 2008, 10, 1204.[23] Xin, Q.; Tao, X. T.; Liu, H. J.; Ren, Y.; Jiang, M. H. CrystEngCommun. 2008, 10, 1204.

    24. [24] Xin, Q.; Tao, X. T.; Wang, F. Z.; Sun, J. L.; Zou, D. C.; Wang, F. J.; Liu, H. J.; Liu, Z.; Jiang, M. H. Org. Electron. 2008, 9, 1076.[24] Xin, Q.; Tao, X. T.; Wang, F. Z.; Sun, J. L.; Zou, D. C.; Wang, F. J.; Liu, H. J.; Liu, Z.; Jiang, M. H. Org. Electron. 2008, 9, 1076.

    25. [25] Xin, Q. Ph.D. Dissertation, Shandong University, Shandong, 2008 (in Chinese). (辛倩, 博士论文, 山东大学, 山东, 2008.)[25] Xin, Q. Ph.D. Dissertation, Shandong University, Shandong, 2008 (in Chinese). (辛倩, 博士论文, 山东大学, 山东, 2008.)

    26. [26] Zheng, J.-J.; Wang, L.; Liu, Y.; Tao, X.-T. Chem. J. Chin. Univ. 2010, 31, 855 (in Chinese). (郑晶静, 王雷, 刘阳, 陶绪堂, 高等化学学报, 2010, 31, 855.)[26] Zheng, J.-J.; Wang, L.; Liu, Y.; Tao, X.-T. Chem. J. Chin. Univ. 2010, 31, 855 (in Chinese). (郑晶静, 王雷, 刘阳, 陶绪堂, 高等化学学报, 2010, 31, 855.)

    27. [27] Zheng, J. J.; Wang, L.; Xin, Q.; Tao, X. T. J. Synth. Cryst. 2010, 39, 99 (in Chinese). (郑晶静, 王蕾, 辛倩, 陶绪堂, 人工晶体学报, 2010, 39, 99.)[27] Zheng, J. J.; Wang, L.; Xin, Q.; Tao, X. T. J. Synth. Cryst. 2010, 39, 99 (in Chinese). (郑晶静, 王蕾, 辛倩, 陶绪堂, 人工晶体学报, 2010, 39, 99.)

    28. [28] Didier, D.; Sergeyev, S. Eur. J. Org. Chem. 2007, 23, 3905.[28] Didier, D.; Sergeyev, S. Eur. J. Org. Chem. 2007, 23, 3905.

    29. [29] Jensen, J.; Tejler, J., Waernmark, K. J. Org. Chem. 2002, 67, 6008.[29] Jensen, J.; Tejler, J., Waernmark, K. J. Org. Chem. 2002, 67, 6008.

    30. [30] Zhou, H. P.; Xue, P. C.; Zhang, Y.; Zhao, X.; Jia, J. H.; Zhang, X. F.; Liu, X. L.; Lu, R. Tetrahedron 2011, 67, 8477.[30] Zhou, H. P.; Xue, P. C.; Zhang, Y.; Zhao, X.; Jia, J. H.; Zhang, X. F.; Liu, X. L.; Lu, R. Tetrahedron 2011, 67, 8477.

    31. [31] Qiu, X. P.; Lu, R.; Zhou, H. P.; Zhang, X. F.; Xu, T. H.; Liu, X. L.; Zhao, Y. Y. Tetrahedron 2007, 48, 7582.[31] Qiu, X. P.; Lu, R.; Zhou, H. P.; Zhang, X. F.; Xu, T. H.; Liu, X. L.; Zhao, Y. Y. Tetrahedron 2007, 48, 7582.

    32. [32] Hanberg, D. P.; Marinado, T.; Karlsson, K. M.; Nonomura, K.; Qin, P.; Bosehloo, G.; Brinek, T.; Hagfeldt, A.; Sun, L. C. J. Org. Chem. 2007, 72, 9550.[32] Hanberg, D. P.; Marinado, T.; Karlsson, K. M.; Nonomura, K.; Qin, P.; Bosehloo, G.; Brinek, T.; Hagfeldt, A.; Sun, L. C. J. Org. Chem. 2007, 72, 9550.

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  0
  • 文章访问数:  1261
  • HTML全文浏览量:  281
文章相关
  • 发布日期:  2015-10-26
  • 收稿日期:  2015-08-25
  • 网络出版日期:  2015-09-29
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章