新型有机多枝发光分子的合成及其光致发光性能研究

【摘要】：具有整体共轭大π键的有机分子在适当条件下具有较强的分子内电荷转移，不仅表现出强的荧光发射能力，还表现出如双光子吸收、上转换发射等独特的光电性质。本文利用一系列反应等首次合成了六个具有大共轭范围的新型有机多枝发光材料：4-正丁氧基苯乙烯基三苯胺(T1)，双(4-正丁氧基苯乙烯基)三苯胺(T2)，三(4-正丁氧基苯乙烯基)三苯胺(T3)，2，8-双(4’-三苯胺乙烯基)硫杂芴(ST-G1)和2，8-双{4’-二[4”，4’’’(-p-正丁氧基苯乙烯基)]-三苯胺乙烯基}硫杂芴(ST-G1’)和2，8-双[4’-二(-4”，4’’’-p-三苯胺乙烯基)-三苯胺乙烯基]硫杂芴(ST-G2)。系统研究了它们的发光性能。分析了分子构型与发光行为的关系。结果表明： (1) 化合物都具有较强的荧光发射能力。最大发射波段随着分子共轭度的增大有明显的红移；随着溶剂极性增大，分子材料的最大发射波长明显红移。 (2) 分子共轭度相对较大的化合物T3、ST-G1’和ST-G2的荧光行为强烈的依赖于溶剂的极性。表现出与不对称的“D-π-A”型分子相同的溶剂效应即随着溶剂极性增大，最大发射波长红移，荧光量子产率(相对强度)下降。这主要是由于分子的构型发生扭曲导致。 (3)分子存在两个激发态ICT和TICT。溶剂效应、温度、粘度效应和浓度效应表明，在不同的环境中，ICT和TICT两发光态可以相互转化，达到一定的平衡。 (4)化合物T1、T2、T3、ST-G1和ST-G1’在其线性吸收二倍处的波段都能发生非线性的双光子吸收；其双光子荧光发射峰位和峰形都与单光子荧光相近，都存在双光子吸收机制的上转换发射。 (5) 双光子吸收截面δ_(TPA)的计算值表明，具刚性平面结构为中心的硫芴系对称分子具有更大的δ_(TPA)值，这为合成具有强双光子吸收和大双光子吸收截面的有机化合物提供了一个有意义的参考。