两亲性近红外染料的合成与超分子聚合性质的调控

作     者：袁思远 

作者单位：天津大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈志坚

授予年度：2021年

学科分类：081702[工学-化学工艺] 081704[工学-应用化学] 07[理学] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学] 

主      题：Aza-BODIPY 功能染料 自组装 聚集途径复杂性 活性超分子聚合 

摘      要：Aza-BODIPY类功能分子作为近红外染料在近些年被广泛用于生物探针、光热治疗、太阳能电池等前沿领域。本论文合成了一系列新型两亲性aza-BODIPY染料,开展了这些染料分子的超分子聚合调控的研究。本论文首先设计并合成了四种具有酰胺-三氮唑结构单元的两亲性近红外染料Aza-BODIPY 1a,b与2a,b。随后进一步对Aza-BODIPY 1a与2b进行了超分子聚合研究。Aza-BODIPY 1a在甲醇中能形成吸收光谱大幅蓝移的H-聚集体(聚集体I),而在水溶液中形成了另一种具有较宽吸收光谱的聚集体(聚集体II)。进一步利用甲醇与水的混合溶剂,对其超分子聚合性质进行调控研究。结果表明,通过降温单体溶液获得了聚集体II,聚集体II通过超声处理或种子活性诱导后可转变为聚集体I。在三种不同水/甲醇比例的条件下,系统研究了聚集体I与聚集体II超分子聚合过程的热力学与动力学性质。最后,通过种子诱导的方法实现了聚集体II向聚集体I转变的活性超分子聚合调控。论文进一步研究Aza-BODIPY 2b在水中的超分子聚合性质。结果表明,AzaBODIPY 2b能够形成三种聚集体,其中聚集体I是热力学稳态聚集体,聚集体II为动力学控制的亚稳态聚集体,而聚集体III是由溶液升温得到的新聚集体。在水溶液中,研究了超分子聚合过程的热力学与动力学性质,并进一步表征了三种聚集体的形貌。本论文通过合理的分子设计,合成了一系列两亲性近红外aza-BODIPY染料,系统研究了染料分子的超分子聚合性质。论文研究结果对调控两亲性染料分子的聚集性质与活性超分子聚合具有借鉴意义。