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本文以三苯胺作为电子给体,以双枝1,3,4-噁二唑为电子受体,合成了四个具有树枝状结构的双枝1,3,4-噁二唑衍生物,3,5-双{5-[-4-(叔丁基)苯基]-[1,3,4]-噁二唑基}-苯乙烯(BBOD-1)、N-{{{3,5-二-[5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-2]-苯基}-乙烯基}-4-苯基}-二苯胺(BBOD-2)、N,N-双{{{3,5-二-[5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-2]-苯基}-乙烯基}-4-苯基}-苯胺(BBOD-3)、N,N,N-三{4-{2-{3,5-二-[5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-2]噁苯基}-1-乙烯基}苯基}-胺(BBOD-4),化合物的结构由红外光谱,核磁共振光谱和质谱表征。测试了化合物在不同溶剂中的线性吸收和单光子荧光光谱,通过非线性透过率法研究了化合物的双光子吸收性质,得到了双光子上转换荧光光谱和光限幅曲线,测定了化合物的电化学性能,对分子的构效关系进行了初步探讨。
1.通过Wittig反应合成了化合物BBOD-1;以三苯胺作为电子给体,以双枝1,3,4-噁二唑为电子受体,对Wittig反应进行了改进,采用固相反应方法合成了化合物BBOD-2和BBOD-3,缩短了反应时间,简化了提纯步骤,避免了有机溶剂的使用,是典型的绿色反应；采用Heck反应合成了化合物BBOD-4,并确定了Heck反应的最佳条件。化合物结构经红外光谱,核磁共振光谱和质谱表征。对化合物热稳定性的研究表明,化合物均在400℃左右开始分解,显示了良好的热稳定性。
2.通过Vilsmeier-Haack反应合成了单酰基和双酰基取代的三苯胺衍生物,单酰基取代的投料比为:POCl3:DMF:三苯胺=7.6:2.5:1,双酰基取代的投料比为:POCl3:DMF:三苯胺=25:21:1,单酰基和双酰基取代三苯胺衍生物的产率分别为88％和75％。
3.研究了化合物在不同溶剂中的线性吸收和单光子荧光性质,化合物BBOD-1,BBOD-2,BBOD-3和BBOD-4在二氯甲烷中的最大吸收波长分别为295nm,390nm,398nm和408nm,表明随着枝数的增加,最大吸收波长红移。BBOD-2在不同极性溶剂中的最大发射波长分别为470nm(乙酸乙酯),474nm(四氢呋喃),486nm(二氯甲烷)和517nm(N,N-二甲基甲酰胺),表现出了良好的溶致变色效应。
4.以8ns为脉冲宽度,10Hz为频率,采用非线性透过率法测定了化合物在纳秒脉冲激光下的双光子吸收性能。BBOD-1、BBOD-2、BBOD-3和BBOD-4的最大双光子吸收截面分别为565GM、3325GM、9384GM和20427GM。随着分子中枝数的增多,双光子吸收截面显著增大,化合物BBOD-2、BBOD-3和BBOD-4在800nm激光激发下,发出强烈的上转换荧光,荧光峰分别位于505nm,515nm和518nm,荧光强度逐渐增大,并显示出良好的光限幅性能。
5.通过循环伏安法研究了化合物的电化学性质,BBOD-2、BBOD-3和BBOD-4的EHOMO值分别为-5.18ev,-5.15ev和-5.14ev,能隙值分别为2.88ev、2.75ev和2.73ev,表明随着分子枝数的增多,化合物的能隙越来越小,分子更容易被激发至激发态。
6.对分子的构型进行了优化,随着枝数的增多,化合物的双光子吸收截面显著提高,荧光强度明显增强。