北京師范大學(xué)江華課題組利用多取代位點(diǎn)的[2,2]二苯環(huán)藩([2,2]PCP)作為構(gòu)筑核心，通過控制取代位點(diǎn)以及取代模式，成功合成了一系列結(jié)構(gòu)多樣的手性芘基二苯環(huán)藩衍生物。該系列衍生物在溶液或者固態(tài)下均具有優(yōu)異的熒光量子產(chǎn)率。進(jìn)一步可以通過改變這些衍生物在二氧六環(huán)溶液中的含水量實(shí)現(xiàn)其單體向激基締合物狀態(tài)轉(zhuǎn)換。
圖1. 芘基手性二苯環(huán)藩衍生物構(gòu)筑策略以及性質(zhì)示意圖 圓偏振光(CPL)是由手性發(fā)光團(tuán)發(fā)出的左旋和右旋圓偏振光的發(fā)射強(qiáng)度不同引起的。有機(jī)CPL材料因其獨(dú)特的性質(zhì)以及潛在的應(yīng)用價(jià)值而引起人們的廣泛關(guān)注。一般來說，有機(jī)CPL分子可以通過將非手性發(fā)光團(tuán)附著在手性不對稱中心、手性軸、螺旋等手性單元上來合成。通過選擇高性能熒光團(tuán)和構(gòu)象穩(wěn)定的手性支架來合成具有優(yōu)異熒光量子產(chǎn)率以及手性性質(zhì)的CPL有機(jī)分子對于發(fā)展有機(jī)CPL材料的發(fā)展至關(guān)重要。 圖2. 芘基手性二苯環(huán)藩衍生物單晶結(jié)構(gòu)及其部分堆積 在本論文中，由于芘以其獨(dú)特的準(zhǔn)分子發(fā)射、高量子產(chǎn)率和優(yōu)異的穩(wěn)定性被選為熒光基團(tuán)，結(jié)合平面手性[2,2]PCP取代基間的空間效應(yīng)，設(shè)計(jì)并合成了一系列基于芘基[2,2]PCP衍生物。晶體結(jié)構(gòu)展示了取代基空間效應(yīng)和不同的鏈接方式對晶體堆積的影響，從而使得不同結(jié)構(gòu)的芘基[2,2]PCP衍生物展現(xiàn)出不同的熒光量子產(chǎn)率以及熒光發(fā)射。通過改變?nèi)芤褐械暮靠梢允惯@些分子從單體向激基締合物狀態(tài)改變。有趣的是，含有相同平面手性[2,2]PCP基元的芘基[2,2]PCP衍生物，卻展現(xiàn)出不同的CD以及CPL信號，這是由于其取代模式和空間位置不同從而造成其磁偶極矩以及電偶極矩存在差異。此外，這四種化合物都可以與強(qiáng)共軛的苝酰亞胺分子相互作用，構(gòu)建一步能量轉(zhuǎn)移體系并產(chǎn)生近白色熒光發(fā)射。該研究不僅為構(gòu)建新型CPL分子提供了新的策略，而且為芘基[2,2]PCP衍生物在手性熒光材料方面的潛在應(yīng)用提供了廣闊的前景。 圖3. 手性芘基二苯環(huán)藩衍生物在單體以及激基締合物狀態(tài)下CPL信號的變化 論文信息 Structurally Diverse Pyrene-decorated Planar Chiral [2,2]Paracyclophanes with Tunable Circularly Polarized Luminescence between Monomer and Excimer Zhe Lian, Lin Liu, Jing He, Shimin Fan, Shengzhu Guo, Xiaonan Li, Guoqin Liu, Yanqing Fan, Prof. Xuebo Chen, Dr. Meng Li, Prof. Chuanfeng Chen, Prof. Hua Jiang Chemistry – A European Journal DOI: 10.1002/chem.202303819
