深蓝色荧光苯并呋喃并吲哚的绿色合成

将酚与吲哚的催化有氧氧化[3+2]环化反应绿色构建深蓝色荧光苯并呋喃并吲哚的科研成果转化为本科教学实验,涉及路易斯酸催化、亲电取代反应、共轭加成等有机化学基础理论,包含薄层色谱、柱层析纯化、紫外-可见吸收/荧光光谱测定、核磁共振波谱分析等实验技能,融入安全、可持续化学理念等课程思政元素,综合训练学生的科学思维、探究思维和解决复杂合成问题的综合能力。     

基于咔唑衍生物的热激活延迟荧光材料合成与性质研究

以咔唑和吩噻嗪为原料,合成了2种具有D-π-A结构的新型咔唑衍生物(4-(9H-咔唑-9-基)苯基)(9-苯基-9H-咔唑-3-基)甲酮(3a)和(4-(10H-吩噻嗪-10-基)苯基)(9-苯基-9H-咔唑-3-基)甲酮(3b).化合物3a和3b的结构分别经1 H NMR和IR进行了表征,同时通过紫外-可见吸收光谱和光致发光光谱研究了其光物理性质,并进一步采用含时密度泛函理论(TDDFT)对化合物3a和3b的最低能量电子跃迁和最低三线态进行了计算.结果表明:它们都具有分子内电荷转移ICT特征,而且理论计算的吸收光谱与实验测得的光谱数据基本符合.     

一种联咔唑类双极性蓝色磷光主体材料的合成及性能

以联咔唑作为电子给体,二苯基磷氧基团作为电子受体,设计合成了双极性蓝色磷光主体材料6,6'-二(二苯基磷氧基)-9,9'-二己基-3,3'-联咔唑(DPDBC)。通过紫外-可见(UV-Vis)、荧光、低温磷光、循环伏安法、热重分析(TGA)、差热分析(DSC)和密度泛函理论(DFT)对其性能及轨道能级等进行了研究。结果表明,化合物DPDBC在CH₂Cl₂稀溶液中有两个吸收峰,最大吸收峰位于306 nm;它的荧光发射峰位于420 nm,属于深蓝色荧光;DPDBC的低温磷光光谱的第一发射峰位于447 nm,其三重态能级为2.77 eV,与蓝色磷光客体材料FIrpic (2.62 eV)的能级相匹配;测定其循环伏安特性曲线,计算得到它的HOMO能级为-5.48 eV,与阳极ITO的功函(-4.5~-5.0 eV)相匹配,LUMO能级为-2.36 eV,接近于电子传输材料PBD(-2.82 eV),表明它具有双极性能;TGA显示其分解温度为410℃,表明热稳定性能优良,DSC显示其T_g温度为140℃,表明其具有无定形态结构及良好的成膜性能。因此,DPDBC是一种集双极性传输性能于一体,同时又具有优良热稳定性能的潜在蓝色磷光主体材料。     

基于咔唑和三嗪单元的位点调控设计并合成高效蓝光热活化延迟荧光分子

利用咔唑作为给体基元、三嗪作为受体基元,通过有效组合和位点调控设计合成了两个发光机理-热活化延迟荧光(TADF)分子:m-CzTri和p-CzTri.这两个材料均发射明亮的蓝色荧光,且具有非常小的单线态-三线态激子分裂能.计算模拟表明,给体和受体基团分离了最高占据轨道(HOMO)和最低未占据轨道(LUMO),使它们之间交叠很小.此外,测试了它们的热学、电化学、光物理和器件性质,其中, m-CzTri作为发光分子的有机发光二极管(OLED)器件的色坐标为(0.15, 0.25),得到了高达18%的外量子效率.     

咔唑并噻唑类蓝色荧光材料的合成及电致发光性质

以钯为催化剂,通过C—C和C—N偶联反应分别合成了两种咔唑并噻唑类蓝色荧光材料:TCz-PCz和TCz-TPA,并采用质谱、~1H NMR、~(13)C NMR和元素分析等对其结构进行了鉴定.系统地研究了这些材料的热稳定性、光物理性质和电化学行为,结果表明这些化合物具有良好的热稳定性和形态稳定性,热分解温度高达400℃,玻璃化转变温度为119℃.在溶液中,这两种材料均发射出强的蓝光,荧光量子效率分别为71%和73%;这些分子的HOMO能级分别为-5.41和-5.21 eV,较高的HOMO能级有利于器件中空穴从空穴传输层向发光层的注入和传输.以TCz-PCz为发光材料,通过真空蒸镀技术制备了非掺杂型有机电致发光器件,研究了其电致发光性能.结果显示该器件具有稳定的蓝光发射,启亮电压仅为3.1 V,最大发光亮度和电流效率分别为2190 cd·m~(-2)和2.88 cd·A~(-1).     

三嗪类双极性蓝色磷光主体材料的合成及性能

设计合成了一种基于三嗪类的新型双极性蓝色磷光主体材料[4-(4,6-二-α-萘氧基-1,3,5-三嗪-2-基)苯基]9-咔唑(NOTPC),并对其结构进行了表征。通过紫外-可见(UV-Vis)吸收、荧光、低温磷光、循环伏安法、热重分析(TGA)、差热分析(DSC)和密度泛函理论(DFT)对其性能及结构进行了研究。结果表明,NOTPC在CH₂Cl₂稀溶液中的吸收峰位于341和374 nm;发射峰位于478 nm;NOTPC的低温(77 K)磷光光谱的第一发射峰位于442 nm,其三线态能级为2.80 eV,与蓝色磷光材料FIrpic(2.62 eV)的能级相匹配;NOTPC的HOMO主要分布在苯基咔唑单元,而LUMO主要定域在三嗪环上。其HOMO能级为-5.40 eV,与阳极ITO的功函(-4.5~-5.0 eV)相匹配,LUMO能级为-2.32 eV,接近于电子传输材料PBD(-2.82 eV),NOTPC表现出双极传导性能, 且热稳定性良好。     

含吡啶基团的双极主体材料的合成、性能与蓝光电致磷光器件研究

吡啶类衍生物具有较好的电子传输性能和较高的三线态能级,在有机电致发光中一般用来构建电子传输材料或主体材料中的电子传输单元.本文通过将吡啶的2,6位与三苯胺或N-苯基-咔唑的邻位连接设计合成了两个基于吡啶的双极主体材料DTPAPPy和DCzPPy.它们的三线态能级分别为2.64和2.70eV.以它们作为主体材料制备的基于Firpic的蓝光磷光器件最大电流效率分别为15.4和25.3cd/A.     

基于联咔唑为骨架的双极主体材料的合成及其在有机电致发光器件中的应用

咔唑类衍生物具有良好的空穴传输性能和较高的三重态能级,在有机电致发光器件中一般用来构建空穴传输材料和主体材料。本文通过在联咔唑的3和6位引入具有电子传输能力的氰基,设计合成了一种以双咔唑二聚体为分子骨架的新型双极性有机电致发光主体材料6,6’-双氰基-9,9’-二苯基-3,3’-联咔唑（BCzDCN）,研究了其发光性能、热稳定性和电化学性质。低温磷光发射光谱测试表明BCzDCN的三重态能级高于传统的天蓝色磷光掺杂材料双（4,6-二氟苯基吡啶-N,C²’）吡啶甲酰合铱（FIrpic）。以BCzDCN为主体材料,FIrpic和双（4-苯并噻吩）[3,2-C]吡啶-N,C²’）乙酰丙酮合铱（PO-01）分别为蓝色和黄色磷光掺杂材料,制备了蓝色和白色有机磷光发光二极管器件。器件的最大电流效率分别达到34.6 cd/A和59.0 cd/A。并且在1000 cd/m²亮度下的效率滚降仅有4.1%和5.1%。     

硫砜类双极性蓝色磷光主体材料的合成及性能

设计并合成了一种基于硫砜类的双极性蓝色磷光主体材料2-(10H-吩噁嗪基)噻吨-9-酮-10,10-二氧化物(TXOPXZ),并用1 HNMR、13 CNMR和元素分析对其结构进行了表征。通过紫外-可见(UV-Vis)、荧光、低温磷光、循环伏安法、热重分析(TGA)、差热分析(DSC)和密度泛函理论(DFT)对其性能和能级结构进行了研究。结果表明:TXOPXZ在二氯甲烷稀溶液中的最大吸收峰位于285nm;发射峰位于439nm;低温(77K)磷光光谱的第一发射峰位于460nm,其三重态能级为2.70eV,可与蓝色磷光材料FIrpic(2.62eV)的能级匹配;循环伏安法测得TXOPXZ的HOMO能级为-5.28eV,与阳极ITO的功函(-4.5~-5.0eV)相匹配,LUMO能级为-1.95eV,与电子传输材料TAZ(-2.30eV)的LUMO能级相匹配,表明TXOPXZ具有良好的双极性能;TGA数据表明其分解温度为329℃,具有良好的热稳定性,DSC显示其Tg温度为191℃,表明其具有无定形结构和良好的成膜性。     

基于4-氨基吖啶酮吲哚类荧光探针的设计、合成及性能研究

设计并合成了基于4-氨基吖啶酮和吲哚的小分子荧光探针4-(((1H-吲哚-3)苄基)氨基)吖啶-9(10H)-酮(AAY),结构经过氢谱和碳谱确认。通过实验和理论模拟研究了该化合物的性能,结果表明,在水的缓冲溶液中(pH 2.2~12.2),AAY能够专一识别Co~(2+),具有较强的抗干扰能力,AAY与Co~(2+)的配位比为1:1,检出限为29.1 nmol/L。     

一种热活化延迟荧光黄光材料的合成、性能及高效率电致发光器件

利用吩噁嗪和嘧啶分别作为电子给体和电子受体，通过Buchwald-Hartwig和Suzuki偶联反应成功合成了一种热活化延迟荧光黄光材料pPBPXZ.密度泛函理论计算显示，pPBPXZ分子中吩噁嗪和嘧啶结构单元间的二面角接近90°，而两个嘧啶结构单元与连接二者的苯环间的二面角接近0°；pPBPXZ的最高电子占据轨道主要分布在吩噁嗪结构单元上，最低电子未占轨道主要分布在嘧啶环和苯环上，两种分子轨道只有很小部分重叠.循环伏安、热重和差热测试表明，pPBPXZ具有高的电化学稳定性和热稳定性.在甲苯溶液中，pPBPXZ在360~495 nm显示出了明显的分子内电荷转移跃迁吸收，室温发光峰出现在535 nm.根据低温（77 K）荧光和磷光光谱，计算得到pPBPXZ的最低激发单重态和最低激发三重态能级分别为2.57 eV和2.48 eV，能级差（△E_ST）仅为0.09 eV.利用pPBPXZ作为发光层客体掺杂材料，制备出了高效率的黄光电致发光器件.器件的发射峰出现在552~560 nm，最大电流效率、功率效率和外量子效率分别达到了49.9 cd/A、49.0 lm/W和15.7%，而且发光效率受pPBPXZ掺杂浓度影响较小.     

有机电致发光器件中的新型双极主体材料的合成及应用

设计并合成了一种由咔唑和噁二唑基团构成的,具有双极载流子传导特性的新型主体材料C1PBD。通过对C1PBD的光物理和电化学性能进行研究,证明这种新型的双极主体材料可以用作为蓝色荧光器件的主体材料.利用传统蓝色荧光掺杂材料TBPe,制备了C1PBD作为主体材料的器件,并对其性能进行了表征,器件开启电压约为3.2 V,最大电流效率达到2.26 cd/A,器件表现出稳定的蓝色发光,CIE值稳定在(0.14,0.14),展现了C1PBD作为主体材料的良好性能.     

新型水溶性不对称五甲川吲哚菁染料的合成、荧光性能及荧光标记

合成了枝状聚乙二醇醚链取代的新型不对称五甲川吲哚菁荧光染料,利用1H NMR、HRMS等技术手段表征了化合物的结构,并测定了染料的荧光性能、光稳定性,标示了牛血清白蛋白。结果表明,该染料的最大吸收波长为657 nm,最大荧光发射波长为671 nm,荧光量子产率为0.24,经过8 h的光照反应,染料有4.4%产生光降解,溶于水,n(染料)∶n(牛血清白蛋白)=2∶1时,标记蛋白质的染料/蛋白质(D/P)值达1.57。     

Wittig/Michael串联反应高效合成含有磷叶立德的吲哚并喹唑啉酮衍生物

以吲哚并[2,1-b]喹唑啉-6,12-二酮（色胺酮）及三苯基膦乙酸乙酯（酯基磷叶立德）为原料,在二氯甲烷中反应2 h,经Wittig/Michael串联反应,以高达99%的收率一步合成了15个含有吲哚并喹唑啉骨架的磷叶立德衍生物。其代表产物的结构经X-ray单晶衍射进行确证,化合物结构经¹H NMR, ¹³C NMR, ³¹P NMR, ¹⁹F NMR和HR-MS（ESI-TOF）表征。     

基于苯并吲哚的荧光探针对Al3+的识别及应用

设计合成了一种结构简单且基于苯并吲哚衍生物的荧光探针(H),通过紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和荧光发射光谱研究了荧光探针H对金属阳离子的识别性能。 结果表明,在乙醇(EtOH)和4-羟乙基哌嗪乙磺酸(HEPES)缓冲液(pH=7.4) (体积比为1:1)的混合溶液体系中,荧光探针H对Al³⁺有专一性识别且不受其它金属阳离子干扰。 探针H与Al³⁺的配合比为1:1,配合常数K_a为0.52×10² mol/L,检测限为1.75 μmol/L。 探针通过荧光发射光谱对水样及食品中的Al³⁺进行了定量检测,具有一定实际应用价值。     

基于四氢喹啉的多重共振热活化延迟荧光材料的设计、合成及电致发光性能研究

多重共振型热活化延迟荧光(MR-TADF)材料是实现超高清有机电激光显示(OLED)的热门材料.以经典的5,9-二苯基-5,9-二氢-5,9-二氮杂-13b-硼化萘并[3,2,1-de]蒽(DABNA-1)为核心结构,设计并合成了两种基于四氢喹啉的有机硼类MR-TADF分子5,9-双(1,2,3,4-四氢喹啉)-5,9-二氢-5,9-二氮杂-13b-硼化萘并[3,2,1-de]蒽(THQBN)和7-(叔丁基)-5,9-双(6-(叔丁基)-4,4-二甲基-1,2,3,4-四氢喹啉)-5,9-二氢-5,9-二氮杂-13b-硼化萘并[3,2,1-de]蒽(Tt-THQBN),使用核磁和质谱对其结构进行表征,且对两个分子的热稳定性、电化学性质和光物理性质进行了测试.与经典的MR-TADF材料相同,这两种分子具有深蓝发光颜色、较窄的半峰宽以及较高的光致发光量子产率.以THQBN和Tt-THQBN作为客体材料制备的电致发光器件均具有在455～458 nm处的深蓝色发光,器件2～4的CIE-y都小于0.1,且半峰宽较窄,在34～38 nm范围内.它们的最大亮度可超过1000 cd·m^-2<...     

一种3-吲哚甲酸吡唑酯的合成、结构及荧光性能

以3-吲哚甲酸与1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮为原料合成3-甲基-1-苯基吡唑-5-基-1H-吲哚-3-甲酸酯（3）,用IR、1 H NMR、热重分析、X-射线单晶衍射对化合物结构进行了表征,并对其荧光光谱进行了研究.X-射线单晶衍射结果表明：该晶体为斜方晶系,Pbca空间群,a=1.090 90（10）nm,b=1.618 93（14）nm,c=1.819 11（16）nm,α=β=γ=90.00°,V=3.212 7（5）nm3,Z=8,dC=1.312g/cm3,μ=0.088mm-1,F（000）=1 328.     

吲哚啉苯并螺呲喃类化合物的合成和应用

吲(口朶)啉苯并螺吡喃类化合物具有明显的光致变色性能。我们合成了6′-碘-1,3,3-三甲基吲(口朶)啉-2-螺环-2′-苯并吡喃及一些不同取代的吲(口朶)啉苯并螺吡喃化合物并对其色变性能进行了初步探讨。用这些化合物与光致抗蚀干膜G11胶制成了一种新型光致变色抗蚀干膜。将底片覆盖在此膜上,经紫外线照射后呈现出明显的色差,显示出的图象可保留24小时以上。     

一种苯并咪唑类双极性蓝色磷光主体材料的合成及性能

设计合成了一种基于苯并咪唑的新型双极性蓝色磷光主体材料1-苯基-2-[4-(N-咔唑基)苯基]苯并咪唑(PCPB),并对其结构进行了表征。通过紫外-可见、荧光、低温磷光光谱以及循环伏安法、热重分析、差热分析和密度泛函理论对其性能及结构进行了研究。结果表明,PCPB在CH2Cl2稀溶液中的吸收峰位于296和368 nm,发射峰位于401nm,属于深蓝色荧光;PCPB的低温(77K)磷光光谱的第一吸收峰位于452nm,其三线态能级为2.74e V,与蓝色磷光材料FIrpic(2.62e V)的能级相匹配;PCPB的HOMO主要分布在苯基咔唑单元,而LUMO主要定域在苯并咪唑环上。其HOMO能级为-5.54e V,与阳极ITO的功函(-4.5~-5.0 e V)相匹配,LUMO能级为-2.68e V,接近于电子传输材料PBD(-2.82e V)。PCPB表现出双极传导性能,且热稳定性良好。     

N_(12)-乙基取代吲哚咔唑衍生物的合成及细胞毒活性研究

合成了9个新的N12-乙基取代吲哚咔唑衍生物6~14,其结构经1H NMR、13C NMR和HRESIMS确定.用噻唑蓝(MTT)法测试了衍生物对人肺癌细胞A549、肝癌细胞Hep G-2和宫颈癌细胞Hela的细胞毒活性.用细胞计数试剂盒-8(Cell Counting Kit-8,CCK-8)法测试了衍生物对白血病细胞K562的细胞毒活性.结果显示,化合物7~9对K562的细胞毒活性与阳性对照阿霉素(ADM)相近,半数抑制浓度(IC50)为0.43~0.93μmol/L.化合物8和12对Hela的活性与阳性对照相近,IC50分别为1.23和0.43μmol/L.化合物13的盐酸盐14对所测试的4种肿瘤细胞株均有较强的抑制活性,IC50值在0.23~1.72μmol/L之间,可作为抗肿瘤先导化合物进行深入研究.