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三苯胺、吩噻嗪功能化的酰腙衍生物的力致荧光变色性质研究

中文摘要

力致荧光变色（MFC）材料是一种智能机械力刺激响应荧光材料，由于其在许多光

电材料领域具有潜在应用，如机械传感器、光学信息存储、安全系统和光电器件，因此

引起了人们越来越多的兴趣。在外力的刺激下包括研磨、挤压、剪切，松散的分子堆积

结构容易被破坏，分子的π-π间相互作用或分子的构象发生改变，导致其荧光颜色、强

度或寿命发生改变。具有电子给-受体(D-A)结构的分子由于其独特的光化学和分子内电

荷转移(ICT)特性在光电应用中越来越受到关注，许多具有给体-受体(D-A)结构的固体材

料的发射特性对外界刺激表现出更大的敏感性。轻微的结构修饰可以引发迥然不同的

MFC行为。将电子给-受体(D-A)结构引入到具有荧光的大型π共轭分子体系中，有望扩

展我们对电子转移发光材料的认识，并进一步设计和开发新的功能材料。

本论文利用醛基与肼亲核试剂发生加成生成腙的反应设计合成了三苯胺功能化的

酰腙、噻二唑衍生物，吩噻嗪、三苯胺功能化的磺酰腙衍生物，分别研究了它们的光物

理特性、聚集诱导发光特性、力致荧光变色（MFC）性质，具体内容如下：

第一章总结概括了三苯胺、四苯乙烯、吩噻嗪和咔唑衍生物在力致荧光变色材料

方面最近的发展，以及酰腙，磺酰腙类化合物在力致荧光变色、荧光探针方面的概述，

最后介绍了本论文的主要研究内容及意义。

第二章实验部分

第三章设计合成了以三苯胺为电子给体，酰腙和噻二唑为电子受体的两种D-A型

荧光分子DBBH和DPTA，发现二者都具有MFC性质。研究了不同受体单元对其光物

理性能和机械致荧光变色性能的影响。结果表明，DPTA的分子内电荷转移（ICT）能力

比DBBH更强，成环后的电子受体化合物DPTA表现出了与DBBH不同的AIE性质。

MFC行为是由于晶态和非晶态之间的相变而产生的。此研究提供了一种通过分子受体

的成环变化来构建新型染料的策略。

第四章设计合成了吩噻嗪功能化的磺酰腙衍生物PMBS和PMMS。在水-THF的

混合溶液中表现出非典型的AIE现象。PMBS和PMMS经过研磨后有肉眼可辨的荧光

颜色变化。粉末x射线衍射实验分析表明，PMBS和PMMS在力的刺激下荧光颜色的

改变是由于分子的晶态在力的作用下转变为非晶态引起的。研究电子受体部分进行结构

微调后对MFC性能的影响具有重要价值。

第五章设计合成了三苯胺功能化的磺酰腙衍生物DBBS和DBMS。分子间的相互

作用和高度扭曲的分子构象使DBBS和DBMS具有强烈的固态荧光和可逆MFC性质。

PXRD、SEM、DSC和荧光寿命光谱分析表明，DBBS和DBMS的MFC行为源于非晶

态和晶态之间的相变。合成过程中意外获得的同质多晶化合物具有多色切换的特性和大

多数报道的双色切换特性不同，这为设计和制备具有多色切换特性的MFC材料提供了

一定的基础。

第六章总结与展望。

关键词：力致荧光变色；聚集诱导发光；磺酰腙；三苯胺；吩噻嗪

MechanofluorochromicPropertiesofTriphenylamineand

PhenothiazineFunctionalizedAcylhydrazoneDerivatives

Abstract

Mechanofluorochromism(MFC)materials,whichareintelligentmechanicalforce-

stimulatedresponsefluorescencematerials,areattractingincreasinginterestduetotheir

potentialapplicationsinmanyoptoelectronicmaterials,suchasmechanicalsensors,optical

informationstorage,securitysystems,andoptoelectronicdevices.Underthestimulationof

externalforces,i