新型固態(tài)熒光增強(qiáng)的萘酰亞胺衍生物的合成與發(fā)光行為

李素婉, 曾 躍, 夏 炎, 李 曼, 陳茂文, 張燈青*

(1. 東華大學(xué) 化學(xué)化工與生物工程學(xué)院,上海 201620; 2. 上海市建平中學(xué),上海 200135)

熒光材料由于其多功能性、高靈敏性和刺激響應(yīng)性等特性,在熒光探針[1]、發(fā)光二極管[2]、生物成像和藥物輸送[3]等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。萘酰亞胺是用途最廣泛的熒光團(tuán)之一[4],這類化合物是典型的電子供體-π-電子受體(D-π-A)型熒光染料,其芳香核和N-酰亞胺位點(diǎn)可以通過簡單且成本低廉的方式進(jìn)行修飾[5]。例如在1,8-萘酰亞胺的4-位引入給電子基團(tuán)后,其衍生物的共軛體系將發(fā)生改變形成分子內(nèi)的推-拉電子的電荷轉(zhuǎn)移,這種形式的共軛體系分子具有吸收系數(shù)高、斯托克斯位移大、熒光量子產(chǎn)率高、光穩(wěn)定性強(qiáng)和易修飾等特點(diǎn)[6-7],此外還具有給電子官能團(tuán)(donor, D)和吸電子官能團(tuán)(acceptor, A)的D-A型萘酰亞胺及其衍生物在激發(fā)時(shí)伴隨著分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移(CT)，從取代基到吸電子二甲酰亞胺基團(tuán)的電子轉(zhuǎn)移的特征[8]。

在過去的幾十年中,研究人員已發(fā)展了一系列萘酰亞胺功能化的熒光探針[9-11]。然而萘酰亞胺會(huì)形成π-π堆積聚集體,導(dǎo)致熒光淬滅,固態(tài)熒光微弱或不發(fā)光,在一定程度上限制了其應(yīng)用。自唐本忠[12]提出聚集誘導(dǎo)發(fā)光效應(yīng)以來,研究人員通過共價(jià)修飾或者配位驅(qū)動(dòng)自組裝等方式在ACQ核心周圍結(jié)合AIE單元實(shí)現(xiàn)了從ACQ分子向AIE分子的轉(zhuǎn)化[13-15],雖然這會(huì)導(dǎo)致分子在溶液中熒光減弱甚至消失,然而當(dāng)萘酰亞胺4-位引入強(qiáng)的給電子基團(tuán)時(shí)可以增強(qiáng)化合物在低極性溶劑中的發(fā)射且取代基與萘酰亞胺部分以單鍵連接時(shí),分子可以自由旋轉(zhuǎn)形成扭曲的分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移現(xiàn)象(TICT),固態(tài)TICT的抑制可以增強(qiáng)熒光發(fā)射[16]。……