基于刚性二苯代乙烯/葫芦脲光响应超分子组装体的构筑与性质研究

作     者：李益欣 

作者单位：河南工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杨亮茹

授予年度：2023年

学科分类：07[理学] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 0703[理学-化学] 

主      题：刚性二苯代乙烯 葫芦脲 超分子自组装 光响应 光开关 

摘      要：刚性二苯代乙烯是一种优良的光致变色分子,在紫外光照射下围绕C=C双键发生顺反异构,常作为超分子光敏系统的一个重要组成部分。葫芦脲是一类在超分子化学中广泛研究的大环主体,因其独特的刚性空腔,在静电作用和疏水作用下可包裹带正电的客体分子,通过主-客体相互作用形成稳定的超分子组装体。本文以水溶性刚性二苯代乙烯衍生物作为客体分子,构筑了两种基于刚性二苯代乙烯/葫芦脲的光响应超分子组装体,并研究它们的光物理和光化学性质,进一步探索了它们的应用。具体研究内容如下:1.合成了刚性二苯代乙烯季铵盐作为客体分子,通过主-客体相互作用将大环主体葫芦[7]脲与刚性二苯代乙烯季铵盐结合,构筑了具有可逆调控性质的超分子组装体。在311 nm和385 nm紫外光的交替照射下,客体分子或超分子组装体可以在(E)式和(Z)式之间进行光致异构化。葫芦[7]脲的引入可导致客体分子光异构量子产率Φ下降和Φ升高,超分子组装体的荧光可以在不同的紫外光照射下打开/关闭。在此光敏系统中,具有光致异构特性的刚性二苯代乙烯客体分子可以在生理环境中将G4-四联体结构从反平行调节为平行,并且在紫外光照射或加入葫芦[7]脲的条件下,恢复G4-四联体的初始结构。2.合成了刚性二苯代乙烯双键偶联吡啶衍生物作为客体分子,与大环主体葫芦[8]脲组装形成了光敏[2+2]超分子组装体。客体分子或超分子组装体不仅可以在(E)式到all-(Z)式之间异构化,而且all-(Z)组装体还可以进一步自组装形成超分子聚合物并形成纳米粒子。大环主体葫芦[8]脲的引入提高了客体分子异构的抗疲劳性,增强了其荧光强度(40%)及荧光量子产率(0.18)。基于刚性二苯代乙烯/葫芦[8]脲超分子组装体表现出的优异荧光光开关行为和光致发光性能,在不同紫外光照射下,通过颜色变化,确定其在二维码高安全水平防伪方面的应用。