化学学报 ›› 2024, Vol. 82 ›› Issue (9): 925-931.DOI: 10.6023/A24060183 上一篇 下一篇
研究论文
投稿日期:
2024-06-03
发布日期:
2024-08-08
作者简介:
基金资助:
Suhao Wang†, Mingxia Hu†, Hui Chen, Yanying Zhao*()
Received:
2024-06-03
Published:
2024-08-08
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喹吖啶酮(QA)为具有强共轭作用的平面型分子, 在溶液中表现出强荧光发射. 由于分子间强的π-π堆积作用, 固体反而会荧光淬灭, 致使在荧光染料、显示、传感和光电器件中的应用受到诸多限制. 然而, 当QA骨架引入特定空间取向的官能团可大大改善其光学活性并提高荧光发射效率, 本工作通过连接三氟甲基苯基官能团(-PhCF3)合成了强固体荧光分子QA-CF3, 并利用吸收和荧光光谱探讨了其光学性质与分子结构之间的关系. 在二甲基亚砜溶液中, QA和QA-CF3均有强荧光, QA-CF3的紫外吸收和发射波长相较QA均发生了不同程度的蓝移, 其中QA和QA-CF3的最大发射波长分别为547和536 nm, 蓝移了11 nm. 然而, 与QA固体荧光淬灭不同, QA-CF3固体表现出强荧光发射, 最大发射波长红移至631.4 nm. 含时密度泛函理论(TD-DFT)计算表明 QA-CF3中的-PhCF3取代基平面与QA几乎垂直, 恰好限制了QA间的π-π堆积作用, 从而促进了QA-CF3的辐射跃迁, 致使荧光增强; 同时, 吸电子-PhCF3官能团增大了QA-CF3分子跃迁能, 为紫外吸收和发射波长相较于QA蓝移的原因.
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Solvent | $\lambda _{abs}^{\max }$/nm | $\lambda _{\text{em}}^{\max }$/nm | |||
---|---|---|---|---|---|
QA | QA-CF3 | QA | QA-CF3 | ||
THF | 291.2/332.0/478.0/509.6/577.8 | 288.0/330.8/462.2/494.8 | 530.4 | 514.2 | |
EtOH | 289.9/330.3/490.0/525.5/579.1 | 288.4/330.6/477.8/505.2 | 554.4 | 537.0 | |
DMSO | 294.2/336.8/488.0/522.6 | 292.0/334.2/477.2/509.0 | 547.0 | 536.0 |
Solvent | $\lambda _{abs}^{\max }$/nm | $\lambda _{\text{em}}^{\max }$/nm | |||
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QA | QA-CF3 | QA | QA-CF3 | ||
THF | 291.2/332.0/478.0/509.6/577.8 | 288.0/330.8/462.2/494.8 | 530.4 | 514.2 | |
EtOH | 289.9/330.3/490.0/525.5/579.1 | 288.4/330.6/477.8/505.2 | 554.4 | 537.0 | |
DMSO | 294.2/336.8/488.0/522.6 | 292.0/334.2/477.2/509.0 | 547.0 | 536.0 |
Exp. | Cal. | ||
---|---|---|---|
$\lambda _{abs}^{\max }$a | Electronic Transition (contr.%) | λabsa/f | |
QA | 488.0/522.6 | 81~>82 (99.11) | 494.1/0.0951 |
336.8 | 81~>84 (69.57) | 322.5/0.1091 | |
294.2 | 77~>82 (74.16) 81~>84 (20.90) | 291.9/1.4650 | |
QA-CF3 | 477.2/509.0 | 153~>154 (98.96) | 488.0/0.1200 |
334.2 | 149~>154 (7.73) 153~>158 (86.68) | 331.5/0.1053 | |
292.0 | 147~>154 (15.78) 149~>154 (57.77) 153~>160 (18.94) | 293.4/0.8097 |
Exp. | Cal. | ||
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$\lambda _{abs}^{\max }$a | Electronic Transition (contr.%) | λabsa/f | |
QA | 488.0/522.6 | 81~>82 (99.11) | 494.1/0.0951 |
336.8 | 81~>84 (69.57) | 322.5/0.1091 | |
294.2 | 77~>82 (74.16) 81~>84 (20.90) | 291.9/1.4650 | |
QA-CF3 | 477.2/509.0 | 153~>154 (98.96) | 488.0/0.1200 |
334.2 | 149~>154 (7.73) 153~>158 (86.68) | 331.5/0.1053 | |
292.0 | 147~>154 (15.78) 149~>154 (57.77) 153~>160 (18.94) | 293.4/0.8097 |
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