北京師范大學江華課題組利用多取代位點的[2,2]二苯環(huán)藩([2,2]PCP)作為構筑核心，通過控制取代位點以及取代模式，成功合成了一系列結構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)異的熒光量子產率。進一步可以通過改變這些衍生物在二氧六環(huán)溶液中的含水量實現其單體向激基締合物狀態(tài)轉換。
圖1. 芘基手性二苯環(huán)藩衍生物構筑策略以及性質示意圖 圓偏振光(CPL)是由手性發(fā)光團發(fā)出的左旋和右旋圓偏振光的發(fā)射強度不同引起的。有機CPL材料因其獨特的性質以及潛在的應用價值而引起人們的廣泛關注。一般來說，有機CPL分子可以通過將非手性發(fā)光團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和構象穩(wěn)定的手性支架來合成具有優(yōu)異熒光量子產率以及手性性質的CPL有機分子對于發(fā)展有機CPL材料的發(fā)展至關重要。 圖2. 芘基手性二苯環(huán)藩衍生物單晶結構及其部分堆積 在本論文中，由于芘以其獨特的準分子發(fā)射、高量子產率和優(yōu)異的穩(wěn)定性被選為熒光基團，結合平面手性[2,2]PCP取代基間的空間效應，設計并合成了一系列基于芘基[2,2]PCP衍生物。晶體結構展示了取代基空間效應和不同的鏈接方式對晶體堆積的影響，從而使得不同結構的芘基[2,2]PCP衍生物展現出不同的熒光量子產率以及熒光發(fā)射。通過改變溶液中的含水量可以使這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共軛的苝酰亞胺分子相互作用，構建一步能量轉移體系并產生近白色熒光發(fā)射。該研究不僅為構建新型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
