有机化学 ›› 2023, Vol. 43 ›› Issue (9): 3287-3296.DOI: 10.6023/cjoc202302025 上一篇 下一篇
研究论文
曾崇洋a, 胡平a, 汪必琴a, 方文彦b, 赵可清a,*()
收稿日期:
2023-02-23
修回日期:
2023-04-10
发布日期:
2023-05-05
基金资助:
Chongyang Zenga, Ping Hua, Biqin Wanga, Wenyan Fangb, Keqing Zhaoa()
Received:
2023-02-23
Revised:
2023-04-10
Published:
2023-05-05
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通过经典的Knoevenagel和Suzuki偶联反应合成并表征了具有D-A结构的氰基二苯乙烯苯并菲类盘状液晶化合物PBTPA, 并通过核磁共振氢谱(1H NMR)、碳谱(13C NMR)和高分辨质谱(HRMS)对其进行表征. PBTPA在溶液与薄膜态都有良好的荧光发射, 表现出明显的聚集诱导发光增强效应, 最大荧光强度比初始值提高了4.2倍, 有效地克服了聚集诱导盘状分子猝灭的弊端. PBTPA在不同溶剂中表现出由蓝到橙明显的溶致变色, 最大荧光量子产率高达74%, 密度泛函理论计算发现PBTPA分子内存在明显的电荷转移. PBTPA具有研磨刺激响应, 研磨前后荧光由黄色变为橙色, X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)证明该过程归因于晶型的转变. 这一性质可以设计数据复写纸, 并通过研磨和二氯甲烷蒸气熏蒸的方式实现数据重写纸的重复使用. PBTPA还有良好的液晶性, 偏光显微镜(POM)织构呈现明显的扇形焦锥织构. 随温度的变化表现出矩形柱状相, 相变过程伴随着荧光的变化, 这归因于粘度和聚集形式的变化. 此外, PBTPA还有良好的电致发光性能, 其制备的黄光有机发光二极管(OLED)管色纯度高达99%, 光效可达16 lm/W. 因此在液晶半导体、数据加工、OLED等领域具有良好的应用潜力.
曾崇洋, 胡平, 汪必琴, 方文彦, 赵可清. 氰基二苯乙烯桥联苯并菲二联体刺激响应盘状液晶: 合成、性质与应用[J]. 有机化学, 2023, 43(9): 3287-3296.
Chongyang Zeng, Ping Hu, Biqin Wang, Wenyan Fang, Keqing Zhao. Cyanostilbene Bridged Triphenylene Dyad Stimuli-Responsive Discotic Liquid Crystal: Synthesis, Properties and Applications[J]. Chinese Journal of Organic Chemistry, 2023, 43(9): 3287-3296.
Compd. | Solvent | λa/nm | εb/(×104 L•cm–1•mol–1) | λec/nm | QYd/% | Δνe/cm–1 | Δfh |
---|---|---|---|---|---|---|---|
PBTPA | CHX | 376 | 19.62 | 460 | 73.85 | 4857 | 0.0095 |
CCl4 | 374 | 21.27 | 468 | 45.17 | 5730 | 0.0029 | |
TOL | 376 | 9.41 | 474 | 33.25 | 5499 | 0.0171 | |
DOX | 372 | 24.98 | 487 | 29.12 | 6348 | 0.0246 | |
EA | 368 | 21.31 | 523 | 12.74 | 7907 | 0.1996 | |
EtOH | 378 | 22.16 | 550 | 11.18 | 8273 | 0.2901 | |
DMF | 384 | 24.12 | 570 | — | 8497 | 0.2751 |
Compd. | Solvent | λa/nm | εb/(×104 L•cm–1•mol–1) | λec/nm | QYd/% | Δνe/cm–1 | Δfh |
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PBTPA | CHX | 376 | 19.62 | 460 | 73.85 | 4857 | 0.0095 |
CCl4 | 374 | 21.27 | 468 | 45.17 | 5730 | 0.0029 | |
TOL | 376 | 9.41 | 474 | 33.25 | 5499 | 0.0171 | |
DOX | 372 | 24.98 | 487 | 29.12 | 6348 | 0.0246 | |
EA | 368 | 21.31 | 523 | 12.74 | 7907 | 0.1996 | |
EtOH | 378 | 22.16 | 550 | 11.18 | 8273 | 0.2901 | |
DMF | 384 | 24.12 | 570 | — | 8497 | 0.2751 |
Compd. | Process | Phase transitionb/℃ [∆H/(kJ•mol–1)] |
---|---|---|
PBTPA | 2nd heating | Cr 128 (11.56) Colrec 158 (4.55) I |
1st cooling | I 144 (11.78) Colrec 119 (15.91) Cr |
Compd. | Process | Phase transitionb/℃ [∆H/(kJ•mol–1)] |
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PBTPA | 2nd heating | Cr 128 (11.56) Colrec 158 (4.55) I |
1st cooling | I 144 (11.78) Colrec 119 (15.91) Cr |
[1] |
Hari K. B.; Li Q. Chem. Rev. 2022, 122, 4887.
doi: 10.1021/acs.chemrev.1c00761 |
[2] |
Sandeep K. Liq. Cryst. 2004, 31, 1037.
doi: 10.1080/02678290410001724746 |
[3] |
Yin D.; Shang H.-Y.; Yu W.-H.; Xiang S.-K.; Hu P.; Zhao K.-Q.; Feng C; Wang B.-Q. Acta Chim. Sinica 2022, 80, 1376. (in Chinese)
doi: 10.6023/A22070288 |
(殷东, 商宏怡, 余文浩, 向仕凯, 胡平, 赵可清, 冯春, 汪必琴, 化学学报, 2022, 80, 1376.)
doi: 10.6023/A22070288 |
|
[4] |
Li Z.-M.; Shuai B.; Mei C.; Fang P.; Mei T.-S. Chin. J. Chem. 2022, 40, 2335.
doi: 10.1002/cjoc.v40.19 |
[5] |
Yang F.-F.; Xie J.-W.; Guo H.-Y.; Xu B.-T.; Li C.-C. Liq. Cryst. 2012, 39, 1368.
doi: 10.1080/02678292.2012.717112 |
[6] |
Yu W.-H.; Chen C.; Hu P.; Wang B.-Q.; Carl R.; Zhao K.-Q. RSC Adv. 2013, 3, 14099.
doi: 10.1039/c3ra41874j |
[7] |
Lin H.; Zhao K.-X.; Jing M.; Long X.-H.; Zhao K.-Q.; Hu P.; Wang B.-Q.; Lei P.; Zeng Q.-D.; Bertrand D. J. Mater. Chem. C 2022, 10, 14453.
doi: 10.1039/D2TC02441A |
[8] |
Wang L.; Zhang R.; Huang Z.; Guo S.-M.; Yang J.-X.; Kong L. Dyes Pigm. 2022, 197, 109909.
doi: 10.1016/j.dyepig.2021.109909 |
[9] |
Lin L.-B.; Guo H.-Y.; Fang X.-T.; Yang F.-F. RSC Adv. 2017, 7, 20172.
doi: 10.1039/C7RA02338C |
[10] |
Hu R.-R.; Nelson L. C. L.; Tang B.-Z. Chem. Soc. Rev. 2014, 4, 4494.
|
[11] |
Mei J.; Nelson L. C. L.; Tsz K. K.; Wing Y. L.; Tang B.-Z. Chem. Rev. 2015, 115, 11718.
doi: 10.1021/acs.chemrev.5b00263 pmid: 26492387 |
[12] |
Yan Q.; Wang S. Mater. Chem. Front. 2020, 4, 3153.
doi: 10.1039/D0QM00522C |
[13] |
(a) Zhao D.-Y. ACS Symp. Ser. 2016, 2, 152.
|
(b) Kang J.-X.; Yu J.; Li A.-R.; Zhao D.-Y; Liu B.; Guo L.; Tang B.-Z. iScience 2019, 15, 126.
|
|
[14] |
Wang F.; Li X.; Wang S.; Li C.-P.; Dong D.; Ma X.; Kim S. H.; Cao D.-R. Chin. Chem. Lett. 2016, 27, 1592.
doi: 10.1016/j.cclet.2016.04.020 |
[15] |
Fang W.-Y.; Zhang G.-B.; Chen J.; Yang L.-M.; Kong L.; Yang J.-X. Sens. Actuators, B 2016, 229, 338.
doi: 10.1016/j.snb.2016.01.130 |
[16] |
Yu X.-W.; Zhang H.-Y.; Yu J.-H. Aggregate 2021, 2, 20.
doi: 10.1002/agt2.v2.1 |
[17] |
Fan T.-W.; Chen X.-H.; Liu D.-H; Su S.-J.; Guo H.-Y.; Yang F.-F. J. Mater. Chem. C 2022, 10, 5598.
doi: 10.1039/D2TC00461E |
[18] |
Guo H.-Y.; Yu Q.; Xiong Y.-Z.; Yang F.-F. J. Mol. Liq. 2021, 335, 116179.
doi: 10.1016/j.molliq.2021.116179 |
[19] |
Guo H.-Y.; Lin L.-B.; Qiu J.-B.; Yang F.-F. RSC Adv. 2017, 7, 53316.
doi: 10.1039/C7RA10218F |
[20] |
Jong W. C.; Seong-Jun Y.; Byeong-Kwan A.; Soo Y. P. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 11285.
doi: 10.1021/jp401440s |
[21] |
Lu H.-B.; Zhang S.-N.; Ding A.-X.; Yuan M.; Zhang G.-Y.; Xu W.; Zhang G.-B.; Wang X.-H.; Qiu L.-Z.; Yang J.-X. New J. Chem. 2014, 38, 3429.
doi: 10.1039/C4NJ00218K |
[22] |
Bao R.; Pan M.; Qiu J.-J.; Liu C.-M. Chin. Chem. Lett. 2010, 21, 682.
doi: 10.1016/j.cclet.2009.12.020 |
[23] |
Zeng C.-Y.; Cao Z.; He Y.-R.; Ye T.-T.; Gao Y.-S.; Li D.-H.; Liu Q.-M.; Zhou W.-W.; Fang W.-Y. Results Optics 2022, 8, 100264.
doi: 10.1016/j.rio.2022.100264 |
[24] |
(a) Fang W.-Y.; Zhao W.; Pei P.; Liu R.; Zhang Y.-Y; Kong L.; Yang J.-X. J. Mater. Chem. C 2018, 6, 9269.
doi: 10.1039/C8TC02973C |
(b) Ma T.; Chen, S.-B.; Du, X.-Y.; Mo, M.-S.; Cheng, X.-H. Dyes Pigm. 2023, 213, 111176.
doi: 10.1016/j.dyepig.2023.111176 |
|
[25] |
Zhang J.; He B.-Z.; Hu Y.-B.; Parvej A.; Zhang H.-K.; Jacky W. Y. L.; Tang B.-Z. Adv. Mater. 2021, 33, 2008071.
doi: 10.1002/adma.v33.32 |
[26] |
Xia Z.-G.; Liu Q.-L. Prog. Mater. Sci. 2016, 84, 59.
doi: 10.1016/j.pmatsci.2016.09.007 |
[27] |
Kazunori T.; Shintaro N.; Norimasa Y.; Takuma Y.; Chihaya A. J. Mater. Chem. 2012, 22, 20689.
doi: 10.1039/c2jm33669c |
[28] |
Seul O. K.; Heung S. J.; Seok J. L.; Young K. K.; Seung S. Y. Bull. Korean Chem. Soc. 2013, 34, 2267.
doi: 10.5012/bkcs.2013.34.8.2267 |
[29] |
Nuttapong C.; Phattananawee N.; Pongsakorn C.; Wijitra W.; Taweesak S.; Vinich P. J. Lumin. 2022, 248, 118926.
doi: 10.1016/j.jlumin.2022.118926 |
[30] |
Wu X.; Liu Y.-Q.; Zhu D.-B. J. Mater. Chem. 2001, 11, 1327.
doi: 10.1039/b008521i |
[31] |
Mi D.-D.; Hee U. K.; Seon Y. L.; Jonghee L.; Sung-Chul H.; Sungmoon P.; Do-Hoon H. Mol. Cryst. Liq. Cryst. 2010, 530, 220.
|
[32] |
(a) Fang W.-Y.; Zhang Y.-Y.; Chen J.; Yang L.-M.; Kong L.; Yang J.-X. CrystEngComm 2017, 19, 1294.
doi: 10.1039/C6CE02376B |
(b) Fang W.-Y.; Cao Z.; Liu Q.-M.; Chu Y.-H.; Zhu H.-F.; Zhou W.-W.; Yang J.-X. Results Optics 2022, 7, 100228.
doi: 10.1016/j.rio.2022.100228 |
|
[33] |
(a) Deng W.-J.; Liu S.; Lin H.; Zhao K.-X.; Bai X.-Y.; Zhao K.-Q.; Hu P.; Wang B.-Q; Hirosato M.; Bertrand D. New J. Chem. 2022, 46, 7936.
doi: 10.1039/D2NJ00655C |
(b) Bai Y.-F.; Chen L.-Q.; Hu P.; Luo K.-J.; Yu W.-H.; Ni H.-L.; Zhao K.-Q.; Wang B.-Q. Liq. Cryst. 2015, 42, 1591.
|
|
(c) An L.-L.; Jing M.; Xiao B.; Bai X.-Y.; Zeng Q.-D.; Zhao K.-Q. Chin. Phys. B 2016, 25, 096402.
doi: 10.1088/1674-1056/25/9/096402 |
|
(d) Zhu X.-M.; Bai X.-Y.; Wang H.-F.; Zhao K.-Q.; Wang B.-Q. Acta Chim. Sinica 2021, 79, 1486. (in Chinese)
doi: 10.6023/A21080397 |
|
(朱雪敏, 白小燕, 王海峰, 赵可清, 汪必琴, 化学学报, 2021, 79, 1486.)
doi: 10.6023/A21080397 |
|
[34] |
Liu T.-H.; Yang L.-J.; Liu K.; Ran Q.; Wang W.-N; Liu Q.; Peng H.-N.; Ding N.; Fang Y. ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 11084.
doi: 10.1021/acsami.0c00568 |
[35] |
Nicolas G.; Alessandra C.; Mauro G.; Manuela C.; Francesco C.; Andrea F. J. Appl. Cryst. 2014, 47, 668.
doi: 10.1107/S1600576714003240 |
[36] |
Feng C.-F.; Li J.-Y.; Han X.; He X.; Liu L.-Q.; Li X.-X.; Sun X.-Y.; Lu P.; Ma Y.-G. Faraday Discuss. 2017, 196, 163.
doi: 10.1039/C6FD00159A |
[1] | 王增博, 田成, 刘晴晴, 张玮, 潘成学, 苏桂发. 基于芳基烯胺酯的环化反应合成苯并菲啶类似物及其细胞毒活性研究[J]. 有机化学, 2019, 39(7): 1962-1969. |
[2] | 林丹燕, 宋森川, 陈智勇, 郭鹏然, 陈江韩, 史华红, 麦裕良, 宋化灿. 含苯并咪唑单元共轭结构化合物及其有机发光二极管(OLED)器件发光性能研究[J]. 有机化学, 2018, 38(1): 103-111. |
[3] | 孔翔飞, 刘鹏, 王桂霞, 夏励婷, 戴胜平, 苏剑, 廖培海, 刘峥, 穆林平. 烷氧基桥接的苯并菲和苝单亚胺二酯二元化合物的合成及性质研究[J]. 有机化学, 2016, 36(6): 1325-1334. |
[4] | 李战强, 李祥高, 李健, 胡雅琴. 酞菁类光电材料研究新进展[J]. 有机化学, 2013, 33(05): 891-904. |
[5] | 李娟娟, 何志群, 许敏, 孔翔飞, 张春秀. 冠醚桥接苯并菲二聚体合成的新途径[J]. 有机化学, 2010, 30(04): 590-594. |
[6] | 赵可清, 杨高帆, 余文浩, 汪必琴, 胡平. 盘状液晶中间体单羟基苯并菲简便合成[J]. 有机化学, 2009, 29(12): 2017-2020. |
[7] | 汪必琴,雷柏林,杨高帆,赵可清,余文浩,胡平,丁涪江. 苯丙炔酸和苯丙烯酸酯苯并菲盘状液晶的合成及介晶性[J]. 有机化学, 2007, 27(12): 1552-1557. |
[8] | 毛华香,何志群,张春秀. 含柔性侧链苯并菲衍生物合成研究的进展[J]. 有机化学, 2006, 26(04): 413-418. |
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