水溶性共轭聚合物发光材料(精)
偕胺肟化,导电共轭聚合物
偕胺肟化，导电共轭聚合物
偕胺肟化和导电共轭聚合物是两个不同的化学概念。
1、偕胺肟化：
偕胺肟化是一种化学反应，指的是将某个化合物中的特定官能团
转化为偕胺肟基团（=N-OH）。这一过程通常涉及到与羟胺或其盐的
反应。偕胺肟基团在很多有机合成中有重要的应用，比如在药物化学、
材料科学和配位化学中。偕胺肟基团还可以作为配体与金属离子形成
配合物，这些配合物在催化、传感和磁性材料等领域有潜在应用。
2、导电共轭聚合物：
导电共轭聚合物是一类具有共轭π电子体系的高分子化合物，它
们能够导电。这类聚合物的导电性来源于其分子链上π电子的离域性，
使得电子可以在整个分子链上自由移动。导电共轭聚合物在电子学、
光伏器件、传感器、有机发光二极管（OLED）和电池等领域有广泛应
用。一些著名的导电共轭聚合物包括聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯和聚噻
吩等。
偕胺肟化与导电共轭聚合物之间的联系可能并不直接，除非在某
个特定的研究或应用背景下，研究者将偕胺肟化作为一种改性手段来
引入或改变导电共轭聚合物的性质。例如，通过偕胺肟化反应在导电
聚合物链上引入偕胺肟基团，可能会改变聚合物的溶解性、加工性、
电子性质或与其他物质的相互作用，从而扩展其应用范围或提高其性
能。然而，这样的应用需要具体的研究来验证其可行性和效果。
荧光高分子材料
芳香稠环化合物
• 1 高分子骨架上连接了芳香稠环结构的荧 光材料 ， 应稠环芳烃具有较大的共轭体系 和平面刚性结构，从而具有较高的荧光量 子效率。 其中广泛应用的是芘的衍生物， 如下图
合成方法
聚芘的合成方法可以通过先制备单体， 然后在BEFF中电化学制备而得到所需 聚合物，芘及其衍生物聚合物主要应 用于激光领域。
2.先聚合后配位，稀土高分子配合物— 先制备含有特定官能团如羧基、磺酸 基的高分子,然后用稀土化合物与之反 应。可以制得更多种类的荧光材料以 满足不同需要,而且引入小分子配体可 以使稀土离子的配位数趋于满足从而 制得荧光强度较高、分子量高的稀土 高分子聚合物
常见高分子发光材料
聚对苯乙烯 在14伏电压下发出黄绿色光，是目前科 研最多的一类导电高分子发光材料。 聚噻吩 3-烷基取代的聚噻吩制得的可以发红 光的单层PLED。 聚芴 研究最广泛的蓝光聚合物。 其他公个高分子材料都有类似半导体材料 那样的性能，也可以作为点至发光材料。
（3）吡唑啉衍生物
它们均可在吸收光后分子被激发、进而引起分子内的电荷转移而 发射出不同颜色的荧光，均有较高的荧光效率。
(4) 1，8—萘酰亚胺
•
这类荧光材料色泽鲜明，荧光强烈，以 被广泛用作荧光染料和荧光增白剂、金属 荧光探伤、太阳能收集器、液晶显色、激 光以及有机光导材料之中。 • 若在其中引如磺酸基、羧基、季铵盐， 则可以制得水溶性荧光材料。若引入芳基 或杂环取代基，则能有效地提高荧光效率， 同时使荧光光谱向长波方向偏移。
荧光高分子的应用
前景展望
• 随着高分子荧光材料的需求逐渐变大，我国需要研 究新型高分子荧光材料，稀土高分子荧光材料成了 新的热点。稀土元素是21世纪具有战略地位的元素, 稀土光致发光材料的研究开发与应用是国际竞争最 激烈也是最活跃的领域之一。中国是稀土资源最丰 富的国家(以金属计估计有3.6x1O7t),我们的目标就是 要将资源优势转化为经济优势。要实现这一目标,根 本出路在于提高我国稀土光致发光材料产业自身高 科技的应用水平,提高稀土光致发光材料的产品质量 ,并进一步开发稀土新材料在光致发光领域的应用技 术。有效地利用稀土,制造出具有高附加值的高新技 术产品,对我国的经济发展都将具有积极的推动作用。
共轭支链含腈基的聚对苯乙烯衍生物的合成及光谱特征
收稿 日期 ： ０ ６１ －７ 修 订 日期 ： ０ ７ ・ ２ ０ －１２ ； ２ ￣３１ ５ ． 基金项目：国家杰出青 年科学基金资助项 目（ ０ ２４ ３ ５ ０５ １ ） 作者简介： 霍利军（ ９ ８ ） 男 ， １７ 一 ， 陕西人 ， 博士研究生 ， 主要 从事有机光电材料的研究 。 Ｅｍａ ： ｏｅｊｎ １３ ｃｒ， ｅ：（ １ ） １３０ ９ ・ ｉ ｈｌｅ ＠ ６ ．ｏ Ｔ ｌ ００ ５ ７３ ８ ｌ ｕ ｎ
共轭支链含腈基 的聚对苯 乙烯衍生物 的合成及光谱特征
霍利军 ， 韩敏芳
（ 中国矿业大学 （ 北京）化学与环境工程学 院， 北京 １０ ８ ） ０ ０ ３
摘要 ： 通过 Ｈ Ｃ Ｅ Ｋ法共聚将腈基引入聚对苯乙烯（Ｐ ） Ｐ Ｖ 的共轭支链 ， 得到聚合物 ＤＣ －Ｐ 。通过核磁共振 ｉＮＰ Ｖ
Ｃ Ｎ６０型元 素分 析仪 ， ｉｃｉ －００Ｕ － Ｈ －０ Ｈｔ ｈ Ｕ３ １ Ｖ ａ Ｖｓ 外． ｉ紫 可见 光谱 仪 ，Ｈｉｃｉ ４５０荧 光 谱 仪 ， ｔｈＦ ０ ａ 分子 量用 Ｇ Ｃ测定 （ Ｐ 聚苯 乙 烯 作 标 物 ） ｒｋｒ 。Ｂｕｅ
Ｄ ．０ ｎ 型核磁 共振 仪 。 ＭＸ ３ ０ Ｍ ２ ２ 单体 、 合物 的合成 ． 聚
维普资讯
第２ ８卷 第 ４期
２０ ０７年 ８月
发 光 学 报
ＣＨＩ ＮＥＳ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＬＵＭ Ｉ ＥＪ ＮＥＳ ＣＥＮＣＥ
Ｖ ｌ ２ Ｎｏ ４ ｏ＿ ８ ． Ａｕ ． ０ ７ ｇ ，２ ０
文章编 号 ： ０ ０７ ３ （０ ７ ０ －５５０ １０ －０ ２ ２０ ）４０ １－６
（ Ｒ） 北京 化学试 剂公 司。 Ａ ，
共轭 聚合 物发光材料具有 易加工 、 可大面积 发
化学反应中的共轭反应
化学反应中的共轭反应化学反应的本质是原子、分子或离子之间的相互作用。
在这些相互作用中，原子、分子或离子发生了化学变化，从而形成了新的物质。
其中，共轭反应是一种特殊的化学反应。
它在化学反应中起着非常重要的作用，并被广泛应用于化学工业、生物学和医学领域。
什么是共轭反应？共轭反应是指在化学反应中，某些原子、分子或离子之间发生了相互作用，形成了一个“共轭体系”。
这个“共轭体系”是由一系列具有共同特征的分子或离子组成的，其中每一个分子或离子都是通过共同的电子云来相互链接在一起的。
这种电子云的特征是在反应中保持不变的，从而使得整个反应能够进行下去。
共轭反应的特点是反应物和产物中含有共轭体系，而且反应中电子的位置发生了改变。
这种改变使得产物和反应物的电子状态发生了变化，从而导致了新物质的生成。
共轭反应的应用共轭反应在化学反应中有着广泛的应用。
它可以用于合成新的有机分子或配合物、制备高分子材料、分离和纯化有机物质、生产医药品等。
此外，共轭反应在生物学和医学领域也非常重要。
它可以用于探索生物大分子的结构和功能、研究生物大分子的代谢途径、发展新的药物等。
下面我们介绍几种常见的共轭反应及其应用。
1. 烯烃的共轭加成反应烯烃的共轭加成反应是一种重要的有机合成反应。
它可以将烯烃转化为具有半乳糖结构的分子，从而得到新的有机化合物。
该反应常用于制备具有生物活性的化合物或药物。
2. 还原共轭反应还原共轭反应是一种特殊的还原反应。
它可以将共轭体系中的π电子转化为σ电子，从而使得分子的化学性质发生了改变。
该反应常用于制备含氮杂环化合物、聚合物、化学发光材料等。
3. 亲核取代反应亲核取代反应是一种常见的有机反应。
它可以将一个亲核试剂（如氨、水、醇）与一个卤化物或烷基卤化物反应，从而导致原来的电子云发生共轭作用，形成新的化合物。
该反应广泛应用于制备有机物合成、生物学研究和医学应用等领域。
结论共轭反应是化学反应中的一种重要现象。
它在化学反应中起着非常重要的作用，并被广泛应用于化学工业、生物学和医学领域。
有机高分子电致发光材料及器件
西北工业大学
Northwestern Polytechnical University
PLED
ELM简介
ELD简介
PLED材料
PLED最新进展
有机电致发光器件的结构示意图 西北工业大学
Northwestern Polytechnical University
PLED
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PLED材料
西北工业大学
Northwestern Polytechnical University
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PLED材料的性能参数
发光光谱
发射光谱通常有两种,即光致发光光谱(PL)和电致 发光光谱(EL)。PL光谱是由光能激发的,而EL光谱 则需要电能的激发。通过比较器件的光谱和不同载 流子传输材料和发光材料的光谱,可以得出复合区 的位置以及实际发光物质等信息。一般说来,光谱 分散范围愈窄,其单色性愈好
PLED最新进展
西北工业大学
Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 1048 –1052
Northwestern Polytechnical University
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西北工业大学
J. AM. CHEM. SOC. 9 VOL. 131, NO. 40, 2009
小分子类：
蒽化合物、芴类小 分子 、芳胺类材 料 、喹吖啶酮类 、 有机类硼类蓝光材 料
聚合物类：
聚对苯乙烯撑，聚 噻吩，聚苯胺、和
聚咔唑
西北工业大学
Northwestern Polytechnical University
π共轭有机半导体
π共轭有机半导体随着科技的不断发展，有机半导体作为一种新型材料，引起了广泛的关注和研究。
其中，π共轭有机半导体作为一类重要的有机半导体材料，具有许多独特的性质和应用潜力。
π共轭有机半导体是指具有共轭结构的有机分子或聚合物材料。
共轭结构是指分子中存在着连续的π电子云，这种结构使得电子在分子内部能够自由移动，从而形成导电性。
与传统的无机半导体相比，π共轭有机半导体具有许多优势，如可溶性、可加工性强、柔性、低成本等。
π共轭有机半导体在光电器件领域具有广泛的应用前景。
例如，有机太阳能电池是利用π共轭有机半导体材料的光电转换性质来实现太阳能的转化。
这种太阳能电池具有柔性、轻薄、可弯曲等特点，可以应用于各种场景，如户外充电、便携式电子设备等。
此外，π共轭有机半导体还可以用于有机发光二极管（OLED）、有机场效应晶体管（OFET）等器件的制备，这些器件在显示技术、照明技术等领域有着广泛的应用。
除了光电器件领域，π共轭有机半导体还在传感器、生物医学等领域展现出了巨大的潜力。
例如，利用π共轭有机半导体材料的特殊光电性质，可以制备出高灵敏度的光学传感器，用于检测环境中的光、温度、湿度等参数。
此外，π共轭有机半导体还可以用于生物传感器的制备，用于检测生物分子、细胞等，具有重要的生物医学应用价值。
然而，π共轭有机半导体材料的研究和应用仍面临一些挑战。
首先，π共轭有机半导体的导电性能相对较差，需要进一步提高材料的导电性能。
其次，π共轭有机半导体材料的稳定性较差，容易受到光、热等外界因素的影响，限制了其在实际应用中的稳定性和可靠性。
此外，π共轭有机半导体材料的制备工艺和器件性能的优化也是当前研究的热点和难点。
π共轭有机半导体作为一种新型材料，在光电器件、传感器、生物医学等领域具有广泛的应用前景。
随着对π共轭有机半导体材料的深入研究和技术的不断进步，相信这一领域将会取得更多的突破和进展，为人类社会的发展带来更多的创新和机遇。
共轭高分子..
典型的电子导电高分子的结构
室温电导率 (S/cm) 聚乙炔 10-10~102
聚苯
10-15~102 10-16~101
N N
HБайду номын сангаас
H
N 聚吡咯 N
H
H
N
H
S S S
S 聚噻吩 S
10-8~102
N H
N H
N H
聚苯胺
10-10~102
聚噻吩在生物传感器中的应用
生物传感器是以生物分子为识别元件， 通过生物分子与靶分子之间的特异性反应 来捕获待检测的分析物，然后通过信号转 换元件，将这种特异性反应转换为可检测 的光、电、声、色、热等信号。生物传感 器可用于各种生命物质和化学物质的分析 和检测，它的研究涉及到生物学、信息学、 化学、材料学、物理学等众多学科学。
聚芴（Polyfluorenes (PF)）
聚对苯撑乙烯撑 （Polyparaphenylenevinylenes (PPVs)）
共轭聚合物的合成：
R I2 S HNO3 I S
缩合聚合：聚噻吩 poly(thiophene)
R I MgX2, T HF S n R
Y
Y
+ Na2X
DMF - 2NaY
o
导电碳纤维
电化学聚合：聚吡咯 Poly(Pyrrole)
阳极氧化 N H -e N H
.
自由基偶合 N H
H N
脱质子 -H
+
H N Poly(Pyrrole) N H
共轭聚合物的溶解性
Liquid High solubility
Solid
High solubility
Low Solubility in any organic solvent Almost insoluble in any organic solvent
论共轭聚合物的合成方法及其应用
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水溶性共轭聚合物发光材料
本论文的研究内容主要涉及共轭高分子发光材料领域。上世纪九十年
代以来,共轭高分子发光材料的研究开始成为当今高分子科学热点研究领域之
一。共轭高分子发光材料在高分子发光二极管方面的应用研究方兴未艾,水溶性
共轭高分子发光材料特别是共轭聚电解质的研究又愈来愈引起人们的关注。本
课题组长期从事共轭高分子发光材料的研究,在共轭聚电解质的研究方面也已经
有一定的工作积累。除了采用传统的经典化学合成即利用共价键连接的合成方
法得到水溶性共轭高分子之外,最近我们开始尝试采用共轭高分子非共价键自组
装的方法来制备水溶性共轭高分子发光材料。这类材料主要是利用共轭聚合物
和水溶性小分子或者高分子之间的非共价键相互作用而得到的,此类材料目前研
究较少,但是当材料科学发展到今天,单一材料的性质已具有某种程度的可预测
性时,通过分子层次的剪裁或者组装来实现材料应用上的需求将逐渐上升为研究
主流。共轭高分子的分子或者聚集态结构及其性能特别是发光性能的关系始终
是贯穿我们课题组学术研究的主线之一,结合本课题组与此相关的工作基础,本
论文对水溶性共轭聚合物发光材料进行了系列研究,论文工作主要分为四个部分,
分别简述如下:第一部分,合成了系列新型阳离子聚对苯乙烯撑类共轭聚电解质,
并进行了系列表征;我们合成了系列胺功能化的苯取代PPV类共聚物P1\'—
P4\',通过Wittig反应在主链上分别引入了噻吩、芴、烷氧化的苯以及苯取代
的苯等组分,经过季胺化以后得到相应的阳离子发光聚合物。从FT-IR以及~1H
NMR谱图分析得知,这些聚合物具有不同含量的顺式构型,其含量与PPV主链上
所引入的芳香基类型有关。它们的发光颜色可以通过在PPV共轭主链上引入具
有不同光电性能的单元很方便的进行调控。P3和P3\'主链上含有芴以及大体积
苯取代的苯单元,在中性聚合物以及季胺化聚合物中分别表现出最高的荧光量子
效率。进一步的荧光猝灭行为研究表明,顺式构型含量较少的P4\'荧光表现出
完全猝灭,而顺式构型含量较多的P1\'-P3\'表现出不完全荧光猝灭。第二部分,
在第一部分工作基础之上,我们系统研究了系列聚对苯乙烯撑类共轭聚电解质的
荧光猝灭行为,发现包括顺反异构在内的分子结构因素是荧光猝灭行为最主要的
影响因素。我们研究了具有不同含量顺反构型的系列阳离子型PPV类衍生物与
Fe(CN)_6~(4-)之间的荧光猝灭行为。我们发现,采用Wittig反应所合成的顺式
构型含量较多的PPV呈现线性下偏型Stern-Volmer曲线,即不完全荧光猝灭;而
采用Gilch反应所得到的全反式构型的PPV的Stern-Volmer曲线则为线性上偏
型,即完全荧光猝灭。通过对其荧光猝灭行为比较研究,我们发现荧光猝灭主要
是通过电子转移而非能量转移而完成的。考虑到被包埋发色团的存在以及“作
用范围”的影响,参考前人工作,我们引入了一个经过修正的Stern-Volmer方程,
能很好的拟合顺式构型含量较多的PPV所呈现的线性下偏型Stern-Volmer曲
线。此外,对比研究发现,分子链中大体积的苯取代基对荧光猝灭行为很可能存
在直接的位阻效应,阻止了发色团与猝灭剂之间的静电相互作用,一定程度上影
响了荧光猝灭;而在不存在大体积的苯取代基时,顺式构型的存在应该是产生这
种不可接触发色团的主要因素。而链间聚集以及季胺化不完全等其它因素对荧
光猝灭行为的影响则较小。由于在Wittig反应中分子侧链中的取代基对于最终
的顺式构型含量具有较大影响,我们可以把这些聚合物特殊的荧光猝灭性质本质
上归因于其分子链上取代基性质的不同(即分子结构的不同)。第三部分,基于上
述结论,我们采用Gilch反应合成了一种侧链无大体积取代基的新型阳离子聚对
苯乙烯撑类共轭聚电解质,并将其成功应用于铁硫蛋白的检测。我们采用一种阳
离子水溶性胺基功能化的PPV类衍生物(PPV-NEtMe_2~+),成功实现了对一种阴
离子型铁硫蛋白型电子转移蛋白——红素氧还蛋白(Rd)的检测,而且表现出很高
的灵敏度。进一步研究表明,这种新型阳离子水溶性PPV衍生物的生物传感灵敏
度强烈依赖于缓冲液的性质以及所采用的共轭聚合物浓度。第四部分,考虑到经
典化学合成的局限性,我们进行了水溶性共轭聚合物自组装体的研究,在水相中
成功制备了聚芴类共轭聚合物组装体。我们通过P(FOH)/PGAL的高分子间非共
价键相互作用在水相中首次得到糖功能化的水溶性共轭聚合物自组装体。通过
动态光散射、透射电镜、紫外吸收光谱以及荧光光谱进一步表征发现,该自组装
体呈现一种草莓状结构,而且在这种草莓状自组装体中,芴苯共聚物P(FOH)形成
了一个单分子结构,而非一般聚集体中所常见的分子聚集态结构,这使得自组装
体的光学性质与固态薄膜的发光性质有相当大的差别而接近于溶液态中P(FOH)
的发光性质。这部分的工作的主要创新之处在于通过简单的氢键自组装制得了
一种新型水溶性聚合物组装体发光材料,而且其中的共轭高分子链之间没有产生
明显的聚集态;此外,在这一自组装体系中,我们引入含糖基的组分而得到了生物
功能化的共轭聚合物自组装体,这种糖功能化的荧光聚合物自组装体将来也许可
以被用于检测特定的细菌。
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[1].
导质子的塑料' [J]. 塑料科技. 1993.(04)
[2].
佳工. 新型VICTREX ST聚合物' [J]. 军民两用技术与产品.
2009.(06)
[3].
冯涛. Pathway Polymers出售旗下PUMA聚合物部门' [J]. 橡胶工
业. 2009.(10)
[4].
龙桑田. 聚合物电子产品新突破' [J]. 国外塑料. 2005.(12)
[5].
余蔚然. 医疗聚合物接续断骨' [J]. 国外塑料. 2005.(03)
[6].
.F.3AиKOB,马文杰. 生产和保存食品用的聚合物在老化方面研究的现
状和发展前景' [J]. 合成材料老化与应用. 1996.(01)
[7].
吴和融. 可编程序计算器在高分子科学和工程中的应用——凝胶渗透
色谱数据的处理' [J]. 华东理工大学学报. 1984.(02)
[8].
胡国珍. 美国1987年聚合物产量' [J]. 金山油化纤. 1988.(04)
[9].
钱伯章. 巴斯夫开发新的可再生聚合物' [J]. 国外塑料. 2006.(12)
[10].
East man宣布Epolene聚合物提价' [J]. 江苏化工. 2000.(07)
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