双香豆素_3_酰胺衍生物的合成和紫外_荧光性质研究
香豆素酰胺类化合物的合成及光谱特性
香豆素酰胺类化合物的合成及光谱特性王彩霞;杨国玉;樊素芳;徐翠莲;薛文伟【期刊名称】《化学研究与应用》【年(卷),期】2012(024)001【摘要】用(取代)香豆素-3-甲酰氯(Ia～Ic)和取代2-氨基苯并噻唑(Ⅱa～Ⅱd)作用合成了12种新的目标化合物(Ⅲa～ⅢI),用HRMS、IR、1H NMR对化合物结构进行了表征,确定了化合物的结构,并对其紫外吸收光谱和荧光光谱进行了分析.研究发现:在紫外光谱中,新化合物(Ⅲa～ⅢI)和原料化合物( Ia- Ic)相比,因共轭链的增长而使其最大吸收波长(λmax)红移；12种化合物表现出比原料化合物(I a～I c)较强的荧光性能.%Twelve new compounds(Ma - ml) of substituted coumarin formamides were synthesized from substituted coumarin-3formylchlorides( I a - I c) and substituted 2-aminobenzothiazole( n a - II d). The structures of title compounds were characterized by HRMS,1 HNMR and FT-IR. The data of ultraviolet and the fluorescent spectrum for the ID a - nil were given in this article. The result indicated that the new compounds had longer maximum absorption wavelength in the UV spectrum and exhibit stronger fluorescent emission in the fluorescent spectrum than the raw material( I a - I c) because of the increasing conjugation system.【总页数】5页(P118-122)【作者】王彩霞;杨国玉;樊素芳;徐翠莲;薛文伟【作者单位】河南农业大学理学院化学系,河南郑州450002;河南农业大学理学院化学系,河南郑州450002;河南农业大学理学院化学系,河南郑州450002;河南农业大学理学院化学系,河南郑州450002;河南农业大学理学院化学系,河南郑州450002【正文语种】中文【中图分类】O626.4【相关文献】1.新型香豆素N-取代-1,3,4-噻二唑基酰胺类化合物的合成及其光学性能 [J], 王彩霞;徐翠莲;樊素芳;杨国玉;胡亚平2.新型偶氮香豆素化合物的合成及光谱特性 [J], 许炎妹;李超;韩周祥;徐甲强3.基于香豆素Schiff碱的Zn2+、Co2+和Ni2+配合物的合成、晶体结构及光谱性质 [J], 郭耿;李娟;武娅;丁文敏;张淑珍;孙银霞4.(6,7-二甲氧基-4-亚甲基香豆素基)单氮杂-18-冠-6的合成及其离子识别功能(I)——合成及光谱性质 [J], 魏泱;李隆弟;童爱军5.(7-甲氧基-4-亚甲基)香豆素基-单氮杂18-冠-6的合成及其离子识别功能(Ⅰ)——合成及光谱性质 [J], 吴应光;李隆弟;童爱军因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
双香豆素类化合物的合成及表征_凌云
88
212～213
65. 24( 65. 65)
3. 56( 3. 31)
Ⅰg
C25H16O 6( 412. 40)
71
228～230
72. 42( 72. 81)
3. 89( 3. 91)
Cl Ⅰh
C25H15O 6Cl( 446. 84)
67
186～188
67. 56( 67. 20)
3. 37( 3. 38)
Abstract In o r der t o obtain nov el dicoumar in der iv ativ es w it h activities against disease, ten compounds w ere designed and synthesized w ith co umarin and aldehy de by co ndensatio n. T heir str ucture w ere confir med by IR , 1H NM R and elemental analy sis. T he typical spectr um pr oper ties o f them w ere di s cu s s ed.
三唑基香豆素的合成及荧光性能的开题报告
三唑基香豆素的合成及荧光性能的开题报告一、研究背景及意义香豆素以其独特的荧光性质被广泛应用于生命科学、化学分析、材料工程等领域。
而近年来，三唑基化合物由于其分子内间电荷转移效应作用所带来的荧光性能被人们重视，并开始广泛应用于生物成像、生命探针、传感器等领域。
因此，合成具有三唑基功能的香豆素化合物，不仅可以综合发挥两者的性质，而且能够实现不同颜色、灵敏度和稳定性的荧光材料的设计和制备，具有重要的研究意义及应用前景。
二、研究内容基于以上背景，本次研究的主要内容为合成一系列新型三唑基香豆素化合物，并对其荧光性质进行详细的研究和分析。
首先，通过简单的化学合成方法，合成出目标化合物，然后对产物进行结构鉴定，如核磁共振谱、红外光谱等。
接下来，针对化合物的荧光性质进行探究，如荧光光谱、量子产率、荧光强度等。
根据荧光性质的变化，优化合成反应条件和合成路线。
三、研究意义1、拓展香豆素化合物的应用领域，利用其具有的生命探针和生物成像领域等人们迫切需要的性质。
2、对新型三唑基香豆素化合物进行研究可以探究其在信息传递和能量转移过程中的作用，对生物功能和生命活动的研究具有重要的理论和实际意义。
3、探究三唑基香豆素化合物的荧光性能，有助于提高对其分子结构与光电性能的认识，进而设计合成更具应用前景的荧光材料。
四、研究思路本次研究将采用以下研究思路：1、根据已有文献进行建模和分析，预测新型三唑基香豆素的结构和荧光性质。
2、进行化学合成，探究产物的分子结构及其物化性质。
3、对产物荧光性能进行测试与分析，利用稳态光谱仪（UV-Vis）和荧光光谱仪，以及量子产率仪等实验设备进行定量测试。
4、优化反应条件和合成路线。
5、利用荧光检测技术，对已合成产品的荧光性能进行表征，并开展相关应用研究。
五、研究难点1、三唑基香豆素合成的选择合适的合成方法和合成物。
2、在合成过程中如何克服化学反应条件的困难，以保证高效反应和合成产率。
3、理解三唑基功能和香豆素荧光性质之间的关系，以便进行合成和结构分析。
香豆素-3-羧酸类化合物的绿色合成及抗氧化性能测定
自由基引发的氧化损伤是导致衰老及多种疾病的直接原因，及时清除多余自由基是预防衰老和疾病的重要环节。
目前，抗氧化研究已成为医药、食品和保健等领域的热门课题，相关研究主要集中于抗氧化化合物的设计和测试。
研究表明，具有抗氧化性能的化合物多达万种，包括天然来源和人工合成的化合物。
其中，天然化合物具有低毒性及多样生物活性的特点，使其结构成为设计多种活性先导化合物的优先选择。
所以，在天然骨架结构的基础上进行修饰成为当今抗氧化剂研究的热点。
香豆素-3-羧酸类化合物是一类重要的香豆素衍生物，也是合成双香豆素、氟代香豆素羧酸盐和香豆素酰胺等活性化合物的重要前体，具有较高的应用价值。
然而，关于香豆素-3-羧酸类化合物的合成主要以水杨醛和米氏酸为原料，以N-溴代丁二酰亚胺、氨基磺酸、离子液体、氯化胆碱、Yb(OTf)3等为催化剂合成，研究多集中于筛选催化剂，不仅增加成本，也不符合绿色发展理念，另外对香豆素-3-羧酸类化合物抗氧化性能研究鲜见报道。
基于此，本文对合成方法进一步优化，以水杨醛类化合物与米氏酸为底物，在水相、无催化剂条件下反应合成了18种香豆素-3-羧酸化合物。
采用抑制自由基氧化DNA反应检测其抗氧化活性，进而探究香豆素-3-羧酸化合物抗氧化的构效关系，旨在为抗氧化剂的绿色合成与应用提供理论依据。
摘要：在以水为溶剂、无催化剂条件下加热促使水杨醛类化合物与米氏酸发生反应，合成了18种香豆素-3-羧酸类化合物。
利用1HNMR和13CNMR对合成产物结构进行了表征；并通过抑制HO•、还原型谷胱甘肽自由基（GS•）和2,2′-偶氮二异丁基脒二盐酸盐（AAPH）氧化DNA反应对其抗氧化活性进行检测，进而探究取代基种类和位置对香豆素-3-羧酸类化合物抗氧化性能的影响。
结果表明：绿色高效地合成了目标化合物，产率为54.3%~95.6%；18种化合物均能够抑制HO•、GS•和AAPH氧化DNA，其相对空白组（DMSO）硫代巴比妥酸活性物质（TBARS）吸光度百分数（TBARS百分数）分别可达69.42%~93.39%、75.23%~99.45%和66.62%~97.72%；在抑制HO•、GS•和AAPH氧化DNA反应中，羟基取代化合物的TBARS百分数分别为69.42%~77.67%、75.23%~82.87%和66.62%~75.08%，远小于其他取代基的香豆素-3-羧酸类化合物，与水溶性维生素E的TBARS百分数相当，是一类潜在的抗氧化剂。
香豆素343敏化TiO2纳米粒子光致电子转移的荧光和拉曼光谱
香豆素343敏化TiO 2纳米粒子光致电子转移的荧光和拉曼光谱蒋礼林1,2刘伟龙1宋云飞1何兴1王阳1吴红琳1杨延强1,*(1哈尔滨工业大学物理系,凝聚态科学与技术研究中心,哈尔滨150001;2贺州学院物理与电子信息工程系,广西贺州542800)摘要:通过对香豆素343(C343)染料敏化TiO 2纳米粒子光致电子转移的荧光和拉曼光谱特性的研究表明,C343染料敏化TiO 2纳米粒子稳态吸收光谱和稳态荧光光谱的红移归因于从被吸附的C343染料分子激发态和C343/TiO 2复合物到TiO 2纳米粒子导带的光致电子转移.由时间分辨荧光光谱确定了C343染料敏化TiO 2纳米粒子的逆向电子转移速率常数为τ1=31ps.C343染料敏化TiO 2纳米粒子体系拉曼光谱的研究表明,被吸附在界面处的染料分子主链碳键的伸缩振动和碳环的呼吸运动的振动模式对超快界面光致电子转移有着重要的促进作用.关键词:C343染料;TiO 2纳米粒子;光致电子转移;时间分辨荧光光谱;伸缩振动中图分类号:O649;O644Fluorescence and Raman Spectroscopic Characteristics of the Photo-Induced Electron Transfer of Coumarin 343Dye-SensitizedTiO 2NanoparticlesJIANG Li-Lin 1,2LIU Wei-Long 1SONG Yun-Fei 1HE Xing 1WANG Yang 1WU Hong-Lin 1YANG Yan-Qiang 1,*(1Centre for the Condensed Matter Science and Technology,Department of Physics,Harbin Institute of Technology,Harbin 150001,P .R.China ;2Department of Physics and Electronics Information Engineering,Hezhou University,Hezhou 542800,Guangxi Province,P .R.China )Abstract:The fluorescence and Raman spectroscopic characteristics of the photo-induced electron transfer of Coumarin 343(C343)dye-sensitized TiO 2nanoparticles have been investigated.The results indicate that the red-shift of the absorption spectrum peaks and the fluorescence spectrum maxima can be attributed to the photo-induced electron transfer from the excited state of the absorbed C343dye molecules and the charge transfer complex (C343/TiO 2)to the conduction band manifold of the TiO 2nanoparticles.Back electron transfer of the system was investigated by time resolved fluorescence spectroscopy and takes place in around τ1=31ps.Raman spectroscopy of the C343dye-sensitized TiO 2nanoparticles reveals that the carbon bond stretching vibrations and ring breathing motions of the absorbed C343dye molecules at the interface significantly contribute to the ultrafast interface photo-induced electron transfer.[Article]doi:10.3866/PKU.WHXB20121127物理化学学报(Wuli Huaxue Xuebao )Acta Phys.-Chim.Sin .2012,28(12),2953-2957December Received:July 3,2012;Revised:August 31,2012;Published on Web:August 31,2012.∗Corresponding author.Email:yqyang@,jianglilin2009@.The project was supported by the National Natural Science Foundation of China (20973050,21173063,21003033),Guangxi Natural ScienceFoundation,China (2012GXNSFBA053012),Research Foundation of Education Bureau of Guangxi,China (200103YB140,200807LX015),Science and Technology Development Foundation of CAEP,China (2010B0101001),and Pre-research Foundation of CPLA General Armament Department,China (9140C67130208ZS75).国家自然科学基金(20973050,21173063,21003033),广西自然科学青年基金(2012GXNSFBA053012),广西教育厅科研基金(200103YB140,200807LX015),中国工程物理研究院科学与技术发展基金(2010B0101001)和冲击波与爆轰物理重点实验室基金(9140C67130208ZS75)资助项目ⒸEditorial office of Acta Physico-Chimica Sinica2953Acta Phys.-Chim.Sin.2012Vol.28Key Words:C343dye;TiO2nanoparticle;Photo-induced electron transfer;Time-resolvedfluorescence spectroscopy;Stretching vibration1引言被吸附染料分子与TiO2纳米粒子之间的光致电子转移是许多重要应用领域中的一个基本过程,如AgBr摄影、1染料敏化太阳能电池(DSSC)、2废水处理、电化学、光电化学、分子电子学、3生物分析化学和生物力学等.4界面电子转移动力学的研究目的是为了更好地理解在以上过程中影响界面电子转移的因素,即光电转换效率主要取决于正向电子转移和逆向电子转移的相对产率和速率以及染料激发态的衰减速率,5要求正向电子转移速率要快于逆向电子转移速率,6从而设计和建造更有效的太阳能光伏电池.7,8染料敏化太阳能电池7优于传统的光伏电池主要是由于前者的太阳能转换效率高(η= 11.3%,911.4%10和12.3%11)和制造成本低.12-16然而,在界面光致电子转移反应过程中,界面处的分子结构的变化对电子转移起着极为重要的影响作用.17为此,人们已经开发了多种光谱和显微成像方法,如四阶拉曼、拉曼成像18和飞秒受激拉曼光谱(FSRS),17,19,20来探究界面处分子结构变化的相关信息.由于当染料敏化太阳能电池中的电子给体与电子受体之间存在着强的电子耦合时,电子转移发生的时间尺度在几个飞秒到几个皮秒之间,21即远远快于电子给体在传统电子转移模型中达到准热平衡态所需的时间尺度,因而传统的非绝热电子转移机制已经不再适用.22对电子转移前后与半导体纳米粒子键连的染料的初始结构动力学、振动激发以及被激发之后核运动的研究是为了获取哪些振动模式能够作为电子转移路径的媒介.17界面电子转移过程主要由正向电子转移和逆向电子转移两部分组成.正向转移的电子以超快的时间尺度注入到半导体纳米粒子的导带后,电子可能与染料阳离子以飞秒到毫秒的时间尺度发生复合反应,23,24即逆向电子转移,其宽的时间尺度分布主要取决于被捕获电子的能量分布.25因此,对界面光致电子转移动力学相关的逆向电子转移速率和电子转移前后与半导体纳米粒子键连的敏化剂的分子结构变化相关的振动模式的研究在染料敏化太阳能电池中具有关键的基础作用.本项研究工作选择香豆素C343(简称C343)敏化TiO2纳米粒子体系作为研究对象.C343染料的分子结构具有1个羧基基团,从而易与TiO2纳米粒子表面的Ti4+离子形成π-d电子转移.在光致电子转移超快速过程的实验研究中,飞秒时间分辨瞬态吸收和荧光光谱技术是人们普遍采用的超快光谱学手段,13通过对光谱的分析获得相应光致电子转移速率常数.可见和近红外区的飞秒时间分辨瞬态吸光谱技术由于受到染料激发态、阳离子态、基态和受激发射态等不同电子态光谱重叠的影响而有所限制;26而采用皮秒时间分辨荧光光谱技术确定与电子转移相关的失活途径相对简单,26可以确定光致电子转移过程中的逆向电子转移速率,27,28使用传统的拉曼光谱技术能够获得电子转移前后与半导体纳米粒子键连的敏化剂分子结构变化相关的振动模式的信息.在以前的工作中,29通过对实验制备TiO2纳米粒子的X射线衍射(XRD)、拉曼光谱、选择区域电子衍射(SAED)、晶格的高分辨电子透射(HRTEM)以及透射电镜(TEM)形貌照片分析可知,用这种方法所制备的胶体溶液中TiO2纳米粒子晶粒分布较为均匀、大小约为10-15nm,15,21,29,30其TiO2纳米粒子的浓度约为10.8g·L-1.总之,本文研究了C343敏化TiO2纳米粒子体系的界面光致电子转移的荧光特性和拉曼光谱以确定该体系的逆向电子转移速率和染料分子结构变化,为染料敏化太阳能电池的实际应用提供必要的参考.2实验2.1试剂与仪器本研究工作所使用的TiCl4购于Aladdin(GR高级纯);C343染料购于Sigma-Aldrich(99.9%).测试设备包括:飞秒激光器(Spectra Physics,Ti:Sapphire,美国);光谱仪(Bruker Chromex500is/sm,美国);增强型电荷耦合装置ICCD(iStar DH720,Andor,美国);时间关联单光子计数器(TCSPC;光源:BDL-375nm皮秒激光器;探测器:ID-100-20;单光子计数卡:SPC-130,德国);可见分光光度计(720PC型,上海);拉曼光谱用法国JY公司的HR800型拉曼光谱仪(氩离子激光,λex=458nm,功率为10mW,扫描时间10s)测量;D/Max-rb旋转阳极X射线衍射仪(Cu Kα,λ=0.15418nm,12kW,日本);TECNAI G2 F30300kV场发射高分辨透射电子显微镜(加速电2954蒋礼林等:香豆素343敏化TiO 2纳米粒子光致电子转移的荧光和拉曼光谱No.12压为300kV ,美国).2.2实验过程本文采用水解法制备TiO 2纳米粒子.将1.5mL 温度为-20°C 的TiCl 4缓慢地滴入100mL 温度为1°C 的去离子水中,滴入过程在小于1°C 温度条件下进行,边滴边迅速搅拌水溶液,并在这个温度下保持所得TiO 2胶体溶液45min.为了提高胶质溶液的稳定性,应将TiO 2胶体溶液在室温下用4-5L 去离子水透析7-8h,将胶体溶液的pH 值调整为3.0.3结果与讨论3.1C343/TiO 2体系的稳态吸收和荧光光谱图1所示为C343的甲醇溶液(浓度c C343=1.0×10-5mol ·L -1)及C343/TiO 2体系(pH=3.0的V CH 3OH :V H 2O =1:1的甲醇水混溶液)的稳态吸收和荧光(λex =400nm)光谱.C343/TiO 2体系相对于C343的吸收光谱峰位从430nm 到460nm 红移30nm,这归因于C343分子的羧基与TiO 2纳米粒子表面的Ti 4+离子之间的双键螯合作用,形成了如图2(a)所示的C343/TiO 2电荷转移复合物.17,28,31有关电荷转移复合物形成和染料敏化TiO 2纳米粒子体系的界面光致电子转移原理已经在前期工作29中进行了讨论.稳态荧光光谱峰位从490nm 到500nm 红移10nm,归因于从C343染料分子激发态和C343/TiO 2复合物到TiO 2纳米粒子导带的光致电子转移.如图2(b)所示,当选择λex =400nm 的飞秒脉冲激发C343染料分子敏化TiO 2纳米粒子体系时,吸附在TiO 2纳米粒子表面上的C343染料分子被激发到激发态(过程I),电子通过C343染料分子激发态注入到TiO 2纳米粒子的导带(过程II),未发生电子转移的C343染料分子通过发射荧光回到基态(过程V).然而,对于染料与TiO 2所形成的电荷转移复合物(C343/TiO 2),29光激发会形成电荷分离,使电子直接从电荷转移复合物注入到TiO 2纳米粒子的导带(过程IV);TiO 2导带的电子与染料分子阳离子复合时产生电荷转移发光(过程III).注入到TiO 2导带中的电子可经历表面态捕获或在导带内经历弛豫和失相过程,最后与C343染料阳离子发生复合反应,即逆向电子转移,转移速率常数为k B ET .电荷转移发光和复合反应两个过程都可归为逆向电子转移.27,28图2(b)中traps 为电子捕获态.因此,对于C343染料敏化TiO 2纳米粒子图1C343染料和其敏化TiO 2纳米粒子体系的稳态吸收和荧光光谱Fig.1Steady-state absorption and fluorescence spectra ofC343dye and C343dye-sensitized TiO 2nanoparticles system c C343=1.0×10-5mol ·L -1;abs.C343;abs.C343/TiO 2;fluo.C343;fluo.C343/TiO 2;λex =400nm图2(a)C343染料分子结构及其与TiO 2纳米粒子之间的双键螯合作用;(b)染料敏化TiO 2纳晶体系的能级示意图Fig.2(a)Optimized molecular structure of C343dye and Bidentate chelating interaction between C343dye and TiO 2nanoparticles;(b)scheme of energy levels of C343dye-sensitized TiO 2nanocrystalline systemCB:conduction band;VB:valence band;ΔE gap :energy gap;k ET :electron transfer rate constant;k B ET :back electron transfer rate constant;S 0:ground state;S *:excited state;S +:charge separation state;traps:trap states;I:photoexcitation process (pump);II:electron transfer;III:charge transfer emission;IV:photoexcitation of charge transfer complex;V:fluorescence (fluo.);recom:recombinationℏυCT em ℏυemk B ET2955Acta Phys.-Chim.Sin.2012Vol.28体系,稳态荧光光谱的红移归因于从被吸附的C343染料分子激发态和C343/TiO2复合物到TiO2纳米粒子导带的光致电子转移,其中电荷转移复合物(C343/TiO2)的逆向电子转移速率常数(τ=31 ps)可由时间分辨荧光光谱确定.3.2C343/TiO2体系的时间分辨荧光光谱图3为使用时间相关单光子计数器(TCSPC)测得的C343甲醇溶液的时间分辨荧光和C343敏化TiO2纳米粒子体系的时间分辨荧光光谱,通过比较两者的异同,可获得光致电子转移过程的信息(在荧光最大值处测量荧光衰减动力学).显然,甲醇溶液中的C343染料的荧光寿命τ1=3.94ns为单e指数衰减;而C343染料敏化TiO2纳米粒子体系的荧光时间常数分别为τ1=31ps(90.0%)和τ2=3.69ns(10.0%),为双e指数衰减.导致这种差别的根本原因是由于后者形成了新的配位金属电荷转移(LMCT)带,快成分(τ1=31ps)归因于电荷转移复合物的快速逆向电子转移(如图2(b)所示),即绝大部分来自TiO2纳米粒子导带底和表面表捕获态的电子由于与基态阳离子间强耦合作用而快速复合,导致电荷转移发光;而慢成分(τ2=3.69ns)归因于被吸附在TiO2纳米粒子表面的C343染料的荧光衰减,它不会导致电子注入TiO2纳米粒子的导带.3.3C343敏化TiO2纳米粒子体系的拉曼光谱研究由于飞秒时间分辨瞬态吸收和时间分辨荧光光谱只能探测染料敏化TiO2纳米粒子体系重叠电子态的信息,17不能揭示界面光致电子转移反应过程中界面处的分子及分子结构的变化以及相关振动模式和电子相干耦合的关系,因此我们以共振拉曼光谱技术和量子化学计算为基础研究染料敏化TiO2纳米粒子体系界面处的分子及分子结构的变化,从而确定界面光致电子转移过程中哪些振动模式对超快光致电子转移有贡献.通过使用Gaussian 03(Revision E.01)程序包,32采用密度泛函理论(DFT)的6-31+g(d,2p)基组优化C343染料的基态分子结构,并计算它的拉曼光谱.图4所示为C343染料的理论和实验拉曼光谱以及TiO2纳米粒子与C343/TiO2体系的实验拉曼光谱.由图4可知,C343/TiO2体系相对于C343染料的拉曼光谱主要特性为:最强振动带为位于1654 cm-1处C＝O的伸缩振动;强度适中的拉曼振动带分别为高频羧基(C＝O,1728cm-1)伸缩振动,位于1366-1589cm-1间的C－C、C＝C和C－N的伸缩振动,位于1205cm-1的CH2平面内摆动和C－C键的变形振动,处于755-788cm-1之间的环的呼吸(RB)振动.另外,位于632cm-1处的Ti－O键的伸缩振动和环的呼吸运动明显加强;然而位于697cm-1处的呼吸振动非常弱,以及位于750cm-1处的呼吸振动明显减弱.这说明在拉曼光谱中增强的振动模式导致了C343染料势能曲面Frank-Condon态的几何畸变,促进了离域π主链结构的电子转移;17另一方面,也表明了C343染料分子的羧基直接与TiO2纳米粒子表面的Ti4+形成了很强的双键螯合作用,这与所图3pH=3.0时纯C343染料和C343染料敏化TiO2纳米粒子体系的荧光衰减动力学的比较Fig.3Comparison of the fluorescence decay dynamics between C343dye and C343-sensitized TiO2nanoparticlesat pH=3.0The inset shows the dynamics at short time scale.expt.C343;fitting C343,τ=3.94ns;expt.C343/TiO2;fitting C343/TiO2,τ1=31ps(90.0%),τ2=3.69ns(10.0%)图4C343染料的理论和实验拉曼光谱以及TiO2纳米粒子与C343/TiO2体系的实验拉曼光谱的比较Fig.4Comparison of the theoretical and experimental Raman spectra between C343dye,TiO2andC343-sensitized TiO2nanoparticles system RB:ring breathing motions;CH2rock:methylene rock motions;H-wag:hydrogen wag motions;C－C:C－C stretching vibrations;C＝C:C＝C stretching vibrations;C－N:C－N stretchingvibrations;C＝O:C＝O stretching vibrations;Ti－O:Ti－Ostretchingvibrations 2956蒋礼林等:香豆素343敏化TiO2纳米粒子光致电子转移的荧光和拉曼光谱No.12测的吸收光谱的红移所表现的强的相互作用相互一致.因此,被吸附C343染料分子主链碳键的伸缩振动和环的呼吸运动的振动模式增进了超快界面光致电子的转移.4结论通过对C343染料敏化TiO2纳米粒子光致电子转移的荧光和拉曼光谱特性的研究可知,C343染料敏化TiO2纳米粒子稳态吸收光谱和稳态荧光光谱的红移归因于从被吸附的C343染料分子激发态和C343/TiO2复合物到TiO2纳米粒子导带的光致电子转移.由时间分辨荧光光谱确定了C343染料敏化TiO2纳米粒子的逆向电子转移发生的时间尺度为τ1= 31ps;而慢成分(τ2=3.69ns)归因于被吸附在TiO2纳米粒子表面的C343染料的荧光衰减寿命,它不会导致电子注入TiO2纳米粒子的导带.由C343染料的理论和实验拉曼光谱以及TiO2纳米粒子与C343/TiO2体系的实验拉曼光谱的比较,确认了被吸附在界面处的染料分子主链碳键的伸缩振动和环的呼吸运动的振动模式有效地促进了超快界面光致电子的转移.References(1)West,W.;Gilman,P.B.,Jr.The Theory of the PhotographicProcess,4th ed.;James,T.H.Ed.;New York:Macmillan,1977;p251.(2)Nazeerudin,M.K.;Kay,A.;Rodicio,I.;Humphrey-Baker,R.;Müller,E.;Liska,P.;Vlachopoulos,N.;Grätzel,M.J.Am.Chem.Soc.1993,115,6382.doi:10.1021/ja00067a063(3)Nitzan,A.;Ratner,M.A.Science2003,300,1384.doi:10.1126/science.1081572(4)Duncan,W.R.;Prezhdo,O.V.Annu.Rev.Phys.Chem.2007,58,143.doi:10.1146/annurev.physchem.58.052306.144054 (5)Heimer,T.A.;Heilweil,E.J.J.Phys.Chem.B1997,101,10990.doi:10.1021/jp972560z(6)Stier,W.;Prezhdo,O.V.J.Phys.Chem.B2002,106,8047.doi:10.1021/jp014267b(7)OʹRegan,B.;Grätzel,M.Nature1991,353,737.doi:10.1038/353737a0(8)Nazeeruddin,M.K.;Péchy,P.;Renouard,T.;Zakeeruddin,S.M.;Humphry-Baker,R.;Comte,P.;10Liska,P.;Cevey,L.;Costa,E.;Shklover,V.;Spiccia,L.;Deacon,G.B.;Bignozzi,C.A.;Grätzel,M.J.Am.Chem.Soc.2001,123,1613.doi:10.1021/ja003299u(9)Gao,F.F.;Wang,Y.;Shi,D.;Zhang,J.;Wang,M.K.;Jing,X.Y.;Humphry-Baker,R.;Wang,P.;Zakeeruddin,S.M.;Grätzel,M.J.Am.Chem.Soc.2008,130,10720.doi:10.1021/ja801942j (10)Cao,Y.M.;Bai,Y.;Yu,Q.J.;Cheng,Y.M.;Liu,S.;Shi,D.;Gao,F.F.;Wang,P.J.Phys.Chem.C2009,113,6290.doi:10.1021/jp9006872(11)Yella,A.;Lee,H.W.;Tsao,H.N.;Yi,C.Y.;Chandiran,A.K.;Nazeeruddin,M.;Diau,E.W.;Yeh,C.Y.;Zakeeruddin,S.M.;Grätzel,M.Science2011,334,629.doi:10.1126/science.1209688(12)Tachibana,Y.;Moser,J.E.;Grätzel,M.;Klug,D.R.;Durrant,J.R.J.Phys.Chem.1996,100,20056.doi:10.1021/jp962227f (13)Anderson,N.A.;Lian,T.Q.Annu.Rev.Phys.Chem.2005,5,491.(14)Cheng,H.;Dong,J.Z.;Chao,H.;Yao,J.H.;Cao,Y.A.ActaPhys.-Chim.Sin.2012,28,850.[程辉,董江舟,巢晖,姚江宏,曹亚安.物理化学学报,2012,28,850.]doi:10.3866/PKU.WHXB2012020111(15)Xu,W.W.;Dai,S.Y.;Fang,X.Q.;Hu,L.H.;Kong,F,T.;Pan,X.;Wang,K.J.Acta Phys.Sin.2005,54,5943.[徐炜炜,戴松元,方霞琴,胡林华,孔凡太,潘旭,王孔嘉.物理学报,2005,54,5943.](16)Liu,W.Q.;Kou,D.X.;Hu,L.H.;Huang,Y.;Jiang,N.Q.;Dai,S.Y.Acta Phys.Sin.2010,59,5141.[刘伟庆,寇东星,胡林华,黄阳,姜年权,戴松元.物理学报,2010,59,5141.] (17)Frontiera,R.R.;Dasgupta,J.;Mathies,R.A.J.Am.Chem.Soc.2009,131,15630.doi:10.1021/ja907188b(18)Kaczor,A.;Turnau,K.;Baransk,M.Analyst2011,136,1109.(19)Kukura,P.;McCamant,D.W.;Mathies,R.A.Annu.Rev.Phys.Chem.2007,58,461.doi:10.1146/annurev.physchem.58.032806.104456(20)Kukura,P.;McCamant,D.W.;Yoon,S.;Wandschneider,D.B.;Mathies,R.A.Science2005,310,1006.doi:10.1126/science.1118379(21)Huber,R.;Moser,J.E.;Grätzel,M.;Wachtveitl,J.J.Phys.Chem.B2002,106,6494.doi:10.1021/jp0155819(22)Marcus,R.A.;Sutin,N.Biochimica et Biophysica Acta1985,811,265.(23)Ramakrishna,G.;Das,A.;Ghosh,ngmuir2004,20,1430.doi:10.1021/la035190g(24)Ramakrishna,G.;Singh,A.K.;Palit,D.K.;Ghosh,H.N.J.Phys.Chem.B2004,108,1701.doi:10.1021/jp036701a (25)Barzykin,A.V.;Tachiya,M.J.Phys.Chem.B2002,106,4356.doi:10.1021/jp012957+(26)Ghosh,H.N.;Asbury,J.B.;Lian,T.Q.J.Phys.Chem.B1998,102,6482.doi:10.1021/jp981806c(27)Ramakrishna,G.;Ghosh,H.N.J.Phys.Chem.B2001,105,7000.doi:10.1021/jp011291g(28)Ghosh,H.N.J.Phys.Chem.B1999,103,10382.doi:10.1021/jp9918611(29)Jiang,L.L.;Song,Y.F.;Liu,W.L.;Yu,G.Y.;He,X.;Wang,Y.;Wu,H.L.;Yang,Y.Q.Acta Phys.Sin.2012,61,090505.[蒋礼林,宋云飞,刘伟龙,于国洋,何兴,王阳,吴红琳,杨延强.物理学报,2012,61,090505.](30)Huber,R.;Sporlein,S.;Moser,J.E.;Grätzel,M.;Wachtveitl,J.J.Phys.Chem.B2000,104,8995.(31)Shoute,L.C.T.;Loppnowa,G.R.J.Chem.Phys.2002,117,842.doi:10.1063/1.1483848(32)Frisch,M.J.;Trucks,G.W.;Schlegel,H.B.;et al.Gaussian03,Revision E.01;Gaussian Inc.:Wallingford,CT,2004.2957。
香豆素衍生物的合成及其在白色有机电致发光器件中的应用的开题报告
香豆素衍生物的合成及其在白色有机电致发光器件
中的应用的开题报告
1. 研究背景及意义
白色有机电致发光器件是一种新兴的光电器件，具备高效、低功耗、可弯曲、光亮、色彩可控等优点，应用前景广阔。
其中，香豆素衍生物
作为一种重要的荧光材料，具有较高的荧光效率、稳定性和可溶性，在
白色有机电致发光器件中受到越来越广泛的关注。
2. 研究内容及方法
本研究将利用有机合成化学的方法，设计并合成一系列新型的香豆
素衍生物，通过荧光光谱研究它们在不同溶剂中的荧光性质、荧光量子
产率等。
同时，将利用这些合成的香豆素衍生物作为发光层，研究它们
在白色有机电致发光器件中的物理化学性质、发光效率、耐久性等。
最后，通过系统的实验数据分析和比较，寻找最优的香豆素衍生物在白色
有机电致发光器件中的应用。
3. 研究意义和预期成果
本项目通过合成一系列香豆素衍生物并对其进行结构表征及光谱分析，可以进一步了解它们的荧光性质，为白色有机电致发光器件的设计
提供借鉴。
同时，通过将香豆素衍生物作为发光层构建白色有机电致发
光器件，可探究其在器件中的作用机制，优化其发光性能。
预期成果为
设计出高效、稳定、可复制的白色有机电致发光器件，并为其在照明、
显示、信息技术等领域的应用提供新思路和新材料。
香豆素酰胺荧光探针的合成及金属离子识别性能研究
关键 词 ：荧光探针；香豆素；酰胺 ； 金属离子
中图分 类号 ：０ ６ ９
文献标识 码 ： Ａ
文 章编 号 ：１ ０ ０ １ — ９ ６ ７ ７ （ ２ ０ １ ３ ） ２ ２ — ０ ０ ５ ２ — ０ ３
Байду номын сангаас
Ｓ ｙ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ａｍ ｉ ｄｅ— — ｃ ｏ ｎ ｔ ａ ｉ ｎｉ ｎｇ Ｃｏ ｕ ｍａ ｒ ｉ ｎ Ｆｌ ｕ ｏ ｒ ｅ ｓ ｃ ｅ ｎｔ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔ ｗ ｏ ｎ ｏ ｖ ｅ ｌ ａ ｍ ｉ ｄ ｅ —ｃ ｏ ｎ ｔ ａ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｕ ｍａ ｒ ｉ ｎ ｌ ｆ ｕ ｏ ｒ ｅ ｓ ｃ ｅ ｎ ｔ ｐ ｒ ｏ ｂ ｅ ｓ ， Ｎ一（ ２一 ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｘ ｙ ｅ ｔ ｈ ｙ １ ）一 ２一（ （ ４一ｍｅ ｔ ｈ ｙ ｌ 一
ｒ ｅ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ．Ｔ ｈｅ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｕ ｎ ｄ ｓ ｗｅ ｒ ｅ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｉｚ ｒ ｅ ｄ ｂ ｙ Ｈ ＮＭＲ． Ｃ ＮＭＲ ａ ｎ ｄ ＭＳ ． Ｔｈ ｅ ｓ ｅ ｓ ｅ ｎ ｓ ｏ ｒ ｓ ｅ ｘ ｈ ｉ ｂｉ ｔ ｅ ｄ ａ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌｕ ｆ ｏ ｒ ｅ ｓ ｃ ｅ ｎ ｃ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｔ ｏ Ｆ ｅ ａ ｎ ｄ Ｃｕ Ｃｕ ｏ ｖ ｅ ｒ ａ ｗｉ ｄ ｅ ｒ ａ ｎ ｇ ｅ ｏ ｆ ｔ ｅ ｓ ｔ ｅ ｄ ｍｅ ｔ ａ ｌ ｉ ｏ ｎｓ ．
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两种苝二酰亚胺衍生物的合成及光物理性质研究_赵英杰
系衍生物分子具有复杂的化学结构， 因此具有不同的能级。 分子在 ３５０－ ６００ｎｍ 之间有三个典型的吸收谱带， 由 于 其 振 动 能 级 的 形式较为复杂， 在它们的吸收光谱中一般呈现两个大范围的吸收带， 一是由基态至第一电子激发态各个不同振动能级的跃迁， 呈现一个宽 阔的吸收带， 二是由基态至第二电子激发态各个振动的跃迁则呈现另 一个宽阔而波长较短的吸收带。 分子内的电子共扼度和分子共平面 度极大， 因此具有很高的荧光量子产率（ 接近于 １） 。
【参 考 文 献 】
［ １］ Ｌ．Ｓｃｈｍｉｄｔ － Ｍｅｎｄｅ， Ａ．Ｆｅｃｈｔｅｎｋｏｔｔｅｒ， Ｋ．Ｍｕｌｌｅｎ ｅｔａｌ． Ｓｅｌｆ － ｏｒｇａｎｉｚｅｄ ｄｉｓｃｏｔｉｃ
ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌｓ ｆｏｒ ｈｉｇｈ － ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｒｇａｎｉｃ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｓ ［Ｊ］．Ｓｃｉｅｎｃｅ． ２００１， ２９３：
酰亚胺类化合物的光谱具有非常好的精细结构， 它们的三个吸 收带分别对应与 ０→１ 跃迁， ０→２ 跃迁以及 ０→３ 跃迁 ， 几 率 最 大 的 跃 迁是在 ０→１ 处， 它们在可见区都有强吸收［７］。所以， 一般都有三个吸收 峰， 而且最大吸收波长在 ５３０ｎｍ 左右［８］。
图 ３ Ｂ３ＬＹＰ ／６－ ３１Ｇ 计算得到的三种物质的表面电子密度图 （ 等电子密度单位 ０．０００４ ｅ !－３）
３．合成路线设计 Ｎ，Ｎ’－ 二氨基－ ３，４，９，１０－ 四 羧 酸 二 酰 亚 胺 （ ＢＮＡＰ） 和 Ｎ，Ｎ’－ 二 乙 胺基－ ３，４，９，１０－ 四羧酸二酰亚胺（ ＢＮＥＡＰ） 的合成：
４．实验结果与讨论 ４．１ 反应机理 Ｎ－ 取代 酰亚胺的合成， 首先是形成单取代化合 物， 继而形成双取代化合物。酰亚胺化反应首先是－ ＮＨ２ 进攻缺电子的 羰基（ Ｃ＝Ｏ） ， 形成酰胺后， － ＮＨ 再进攻酸酐的另一个羰基， 脱去一分子 Ｈ２Ｏ 后生成结构更加稳定的酰亚胺。 ４．２ 光学性质研究
香豆素荧光材料的合成及发光性能研究
香豆素荧光材料的合成及发光性能研究发光二极管(Light-emitting Diode,LED)是一种新型低碳的、有发展潜力的显示设备和照明光源,它具有低能耗、发光强度大、质量轻、高对比度、环保等优点,而随着紫外LED技术的成熟,探索发光性能良好的荧光材料对于其应用有着至关重要的作用。
香豆素荧光材料作为一类重要的有机荧光材料,可以通过引入不同的取代基来调控它的发光颜色及亮度而有着非常广泛的应用。
本论文通过在香豆素骨架的3-位和7-位等不同位点引入不同的取代基设计并合成了一系列在固液状态下荧光都很强的香豆素衍生物,研究了它们在LED照明器件上的应用,研究的内容具体如下:1、将7-位是己氧基,3-位分别是1-萘(NCM1)和2-萘(NCM2)的香豆素荧光材料放置于紫外芯片中,获得了LED固体照明器件,通过它们的发光亮度-电压曲线可知,器件均有一个低的启亮电压(2.8V),器件NCM2比器件NCM1具有更好的发光亮度,而通过分析在不同电压下的光致发光光谱可以发现,与器件NCM1相比,器件NCM2的光致发光峰红移了80nm,器件NCM1和NCM2分别发出蓝色和青色的光,色坐标分别为(0.231,0.231)和(0.198,0.368)。
2、基于上述研究过程,通过改变7-位取代基,分别引入二乙氨基(NCM3和NCM4)和4-三氟甲基苯基(NCM5和NCM6),合成了四个具有扭曲构象的萘取代基的香豆素荧光材料。
研究了它们在固液状态下的发光性质,我们发现引入二乙氨基的香豆素衍生物有着更大的分子内电荷转移过程(Intramolecular Charge Transfer,ICT),引入2-萘基团的NCM4的粉末在紫外灯下呈现出黄色荧光。
随后用紫外芯片分别激发化合物NCM3-NCM6,制成LED照明器件,器件NCM4和NCM6的发光亮度较NCM3和NCM5高,其中器件NCM4的发光亮度最高。
通过它们的光致发光光谱我们发现,基于2-萘基的香豆素衍生物的器件的波峰较1-萘基的器件的波峰发生了红移,器件NCM3和NCM4发出青色和绿色的光,色坐标分别为(0.288,0.415)和(0.22,0.483);器件NCM5和NCM6分别发蓝色和青色的光,色坐标分别是(0.226,0.235)和(0.192,0.268)。
具有双光子荧光的新型香豆素类衍生物的合成及其光学性能
具有双光子荧光的新型香豆素类衍生物的合成及其光学性能方国顺;刘闯;薛震泳;冯燕【摘要】A new coumarin derivative , 7-( 4-methoxyphenylethynyl ) coumarin-3-N-propargyl for-mamide(4), was synthesized by Sonogashira couple reaction , ester hydrolysis and amidation reaction using 7-iodide-coumarin-3-ethyl formate as the raw material . The structure was characterized by 1H NMR, 13C NMR, HR-MS(ESI) and elemental analysis.UV-Vis absorption spectra, single photon fluorescence spectra and two-photon fluorescence spectra were investigated .The results showed that the polarity of the solvent had a significant effect on the optical properties of 4, and 4 had the obvious sol-vatochromic effects.Moreover, 4 had the large two-photon excitation action cross sections (222.57 GM in ethyl acetate, 168.98 GM in toluene and 211.77 GM in chloroform) and can emit strong two-pho-ton-induced fluorescence .%以7-碘代香豆素-3-甲酸乙酯为原料通过Sonogashira偶联、酯水解和酰胺化反应合成了新型香豆素类衍生物——7-(4-甲氧基苯乙炔基)香豆素-3-N-炔丙基甲酰胺(4),其结构经1HNMR,13C NMR,HR-MS(ESI)和元素分析表征.并对其紫外-可见吸收光谱、荧光发射光谱及双光子荧光光谱进行了研究.结果表明:溶剂极性对4的光学性质影响显著,4具有明显的溶致变色效应.此外,4具有较大的有效双光子吸收截面(在乙酸乙酯、甲苯和氯仿中分别为222.57、168.98和211.77 GM),并可发射较强的双光子诱导荧光.【期刊名称】《合成化学》【年(卷),期】2017(025)011【总页数】6页(P910-915)【关键词】7-碘代香豆素-3-甲酸乙酯;香豆素类衍生物;合成;溶致变色效应;双光子荧光【作者】方国顺;刘闯;薛震泳;冯燕【作者单位】安徽大学化学化工学院,安徽合肥 230601;安徽大学化学化工学院,安徽合肥 230601;安徽大学化学化工学院,安徽合肥 230601;安徽大学化学化工学院,安徽合肥 230601【正文语种】中文【中图分类】O625.15香豆素及其衍生物为苯并吡喃酮结构，其中存在C=C、 C=O双键以及特殊的环内酯，因而具有刚性的共平面结构及较大共轭π电子体系[1-4]。