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本文以三苯胺为电子给体,三氰基呋喃(TCF)和苯并噻唑为电子受体,合成了3个Y型生色分子N,N-二{4-[2-(2-苯并噻唑基)乙烯基]苯基}苯胺(BBtVPA),N,N-二{4-[1-(2-苯并噻唑基)-1,3-丁二烯-4-基]苯基}苯胺(BBtBPA)和N,N-二{4-[1-(2-二氰基甲叉-3-氰基-5,5-二甲基-2,5-二氢-4-呋喃基)-1,3-丁二烯-4-基]苯基}苯胺(BCfBPA)。同时合成了4个一维偶极生色分子4-[2-(2-苯丙噻唑基)乙烯基]-N,N-二苯基苯胺(BtVPA),1-(2-苯并噻唑基)-4-[4-(N,N-二苯基)氨基]苯基-1,3-丁二烯(BtAPB),1-[(2-二氰基甲叉-3-氰基-5,5-二甲基-2,5-二氢)-4-呋喃基]-4-[4-(N,N-二苯基氨基)]苯基-1,3-丁二烯(CfAPB),和4-[2-(2-二氰基甲叉-3-氰基-5,5-二甲基-2,5-二氢呋喃-4-基)乙烯基]-N,N-二苯基苯胺(CfVPA)。化合物的结构通过红外光谱,核磁共振,质谱等手段的表征。测定了生色分子的线性吸收和荧光性质。根据双能级模型,用溶致变色法测算了分子的二阶极化率。讨论了吸电子基团性质,共轭桥长度以及分子构型等与分子二阶非线性极化率之间的关系。测定了生色分子CfVPA和CfAPB的双光子吸收性质。对分子的构效关系进行了初步探讨。
1.采用Knoevenagel反应合成了3个Y型生色分子和4个偶极分子。化合物通过红外光谱、核磁共振光谱、质谱等手段的表征。
2.研究了生色分子在不同溶剂中的线性吸收和荧光性质。在二氯甲烷中,生色分子BCfBPA、CfAPB和CfVPA的最大吸收波长分别位于613 nm、584 nm和564 nm,生色分子BBtVPA、BtVPA、BBtBPA和BtAPB的最大吸收波长分别位于425 nm、402 nm、443 nm、417nm,生色分子BBtVPA、BtVPA、BBtBPA和BtAPB的荧光发射峰分别位于516 nm、511 nm、558 nm和548 nm。相对于偶极分子,Y型分子的最大吸收波长增大了约30 nm,而荧光发射峰仅略有红移。测定了生色分子BBtVPA、BtVPA、BBtBPA和BtAPB的荧光量子产率。在THF中,它们的量子产率分别为0.36、0.15、0.14和0.04。
3.根据双能级模型理论,采用溶致变色法测算了生色分子的二阶极化率。在二氯甲烷中,化合物BCfBPA、CfAPB和CfVPA的静态二阶极化率β0分别为238×10-30 esu、123×10-30 esu和68×10-30 esu,化合物BBtVPA、BtVPA、BBtBPA和BtAPB的β0分别为40×10-30 esu、14×10-30 esu、64×10-30 esu和17×10-30 esu。Y型分子的二阶极化率比偶极分子提高0.9～2.7倍。增大电子受体强度、延长共轭桥也有助于提高分子的二阶极化率。
4.测定了生色分子CfVPA和CfAPB的双光子吸收性质,得到了它们的光限幅曲线及双光子吸收截面。在二氯甲烷中,其双光子吸收截面分别为165 GM和91 GM。
5.采用密度泛函理论的B3LYP／6-31G计算得到了生色分子的前线轨道能级结构和电子云分布,并对分子的构效关系进行了初步的探讨。