摘 要

二联吡啶铂炔配合物由于具有结构易修饰、光物理性质可调控以及可与其他材料进行杂化组合的特点而受到科学家们的广泛关注，并成为了有机发光领域的研究热点。因此，我们设计、合成了一系列二联吡啶铂炔配合物，并进行了紫外-可见光谱、荧光发射光谱的研究。

首先，设计合成N-正丁基-4-溴-萘酰亚胺和三种二联吡啶配体，其次，以二者为原料，通过Sonogashira偶联反应、合成一系列的二联吡啶铂炔配合物Pt-1、Pt-2和Pt-3，并用核磁、质谱等进行表征，最后，通过紫外-可见吸收光谱以及发射光谱系统研究其光物理性能。结果表明，三种配合物都表现出相类似的紫外可见吸收，在220-320 nm存在一个强吸收峰，并且具有明显的精细结构。当用402 nm激光激发配合物时，不同烷基链的引入对配合物的最大发射波长并没有明显的影响，所有的配合物都表现出两个发射峰，分别位于422 nm-560 nm处的荧光发射和580 nm-750 nm处的磷光发射。除了配合物Pt-3，Pt-1和Pt-2都表现出一定的AIPE性质，表明在二联吡啶配体上引入的大体积的烷基链则会降低配合物的AIPE活性，换而言之，二联吡啶配体上烷基链体积越小，其AIPE活性越高。

本文为今后进一步研究二联吡啶铂炔配合物的合成与其光物理性能打下了实验的基础，并为同类化合物在有机光电材料方面的应用提供了参考的依据。

关键词：二联吡啶 Pt(II)炔配合物 聚集诱导发光 紫外-可见光谱 荧光光谱

ABSTRACT

Metal organic complexes are usually the hotspots in the field of optical confinement because of their advantages such as high nonlinear optical coefficient, low protection threshold, high damage threshold and short optical response time. The bipyridine Platinum(II) alkyne complexes has attracted much attention from scientists because of its easy structure modification, the control of photophysical properties and the hybridization of other materials. Therefore, we designed and synthesized a series of bipyridine Platinum(II) alkyne complexes, and carried out UV-vis spectra, fluorescence emission spectra and nonlinear optical properties of the study.

First, the synthesis of N-n-butyl-4-bromo-naphthalimide and three bipyridyl ligands was carried out. Secondly, a series of bipyridine Platinum(II) alkyne complexes Pt-1, Pt-2 and Pt-3 were synthesized by Sonogashira coupling reaction and characterized by Nuclear Magnetic Resonance and Mass Spectrometry. The photophysical properties were investigated by UV - Vis absorption spectroscopy and emission spectroscopy. The results show that the three complexes exhibit similar UV - visible absorption, and there is a strong absorption peak at 220-320 nm, and has obvious fine structure. When the complexes were excited with 402 nm laser, the introduction of different alkyl chains had no obvious effect on the maximum emission wavelength of the complex. All the complexes showed two emission peaks at 422 nm-560 nm Fluorescence emission and phosphorescence emission at 580 nm-750 nm. In addition to the complexes of Pt-3, Pt-1 and Pt-2, they showed a certain AIPE property, indicating that the introduction of a large volume of alkyl chain on the bipyridine ligand reduced the AIPE activity of the complex, Which provides a theoretical basis for the future research on the synthesis of these compounds and their research in the field of luminescent materials.

KEYWORDS: Bipyridine; Platinum(II) alkyne complex; Aggregation-induced Emission; UV-vis spectra; Fluorescence spectra

目 录

摘 要 I

ABSTRACT i

第一章 文献综述 1

1.1 引言 1

1.2 聚集诱导发光的机理 2

1.2.1 分子内旋转的限制(RIR) 2

1.2.2 分子内振动的限制(RIV) 3

1.2.3 分子内运动的限制(RIM) 4

1.3 过度金属配合物的AIPE研究进展 5

1.4 本论文研究内容和意义 8

第二章 萘酰亚胺炔配体的合成 10

2.1 引言 10

2.2 实验部分 10

2.2.1 主要试剂 10

2.2.2 仪器设备 11

2.2.3 目标化合物的合成路线及合成步骤 11

2.3 实验结果与表征 12

2.3.1实验分析 12

2.3.2结果表征 12

2.4 小结 13

第三章 二联吡啶Pt(II)炔配合物的合成 14

3.1 引言 14

3.2 实验部分 15

3.2.1 主要试剂 15

3.2.2 仪器设备 15

3.2.3 目标化合物及中间体的合成路线及合成步骤 15

3.3 实验结果与表征 18

3.3.1 实验分析 18

3.3.2 结果表征 19

3.4 小结 19

第四章 二联吡啶Pt(II)炔配合物光物理性质的研究 20

4.1 引言 20

4.2 实验部分 20

4.2.1 仪器设备 20

4.2.2 溶液紫外-可见吸收光谱测试 20

4.2.3 溶液荧光发射光谱测试 21

4.2.4 纳米聚集体含水量测试 21

4.3 结果与讨论 22

4.3.1紫外-可见吸收光谱 22

4.3.2 荧光发射光谱 24

4.3.3聚集诱导发光性能 28

4.4 本章小结 31

第五章 结论与展望 32

5.1 结论 32

5.2 展望 33

参考文献 34

附 图 38

第一章 文献综述

1.1 引言

光对人类来说是个神秘的存在，在文明的早期阶段，人们就做出许多了努力，来破译发光过程。同样，光也是我们人类生活和社会发展最基础，也是必不可少的重要因素。

化合物的发光来源于发光基团，发光材料的发展毋庸置疑地推动了科技的进步。发光过程原理的揭示和应用极大程度地开辟了通往科技发展和社会进步的林荫大道。然而，许多有机发光体在稀溶液和浓溶液中表现出了不同的发光行为，在低浓度溶液下，发光基团表现出良好的发光性能，而在高浓度条件下，发光通常会被削弱或淬灭，我们称这种现象为“浓度猝灭”^[1]。猝灭的主要原因与“聚集体的形成”^[2]相关，因此浓度猝灭效应经常被称为“聚集引起的猝灭”(Aggregation-caused Quenching, ACQ)。

虽然溶液的研究对分子水平发光过程的基本理解做出了巨大贡献，但从稀溶液数据得出的结论不能普遍地延伸到浓溶液。事实上，ACQ效应从现实应用的角度来看通常是有害的。例如，将发光基团引入探针分子用作检测生理缓冲液中的生物分子和监测河水中的离子物质，虽然极性官能团的引入可以使其亲水性增加，但是由于它们的π-共轭芳环组分的疏水性，在有机溶剂-水的混合溶液中的发光基团仍然倾向于在水性介质中形成聚集体。在有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode, OLED)^[3]领域，ACQ效应也是制造OLED器件的棘手障碍。

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