Figure 3 Fluorescence photographs of the solutions or suspensions of the molecules or nanoaggregates of 1 in THF/water mixtures with different volumetric fractions of water (fw, vol%); fluorescence quantum yields (FF, %) of 1 estimated using quinine sulfate as standard。
根据RIR机理,一个静止的中心体若能连接上若干个能转动的芳香族基团,比如吡喃、富烯、亚芳基、丁二烯等,原则上都会得到具有AIE效应的物质。科研人员根据不同的需求以及RIR机理,设计合成许多具有AIE现象的分子。具有AIE现象的分子有很多种类,有些只含有碳与氢,有些含有硅等杂原子,有些含有氰基,有些AIE分子可以做成高分子,有些AIE分子甚至可以不含有发光的生色团。各课题组不断的深入研究,使得我们对AIE效应有更好的认识。
1。1。1 只含碳与氢的AIE分子
Wu等人[7]在2008年报道的一系列8,8a-dihydrocyclopenta[a]indene衍生物即是只含碳氢的AIE分子。如Figure 4所示,当化合物1溶于纯THF中,它并不能发出荧光。向该体系中不断加入水,使得化合物1分子聚集而发光,且随着水量的增多,荧光越强。荧光量子产率则是在水占90%的时候最高。化合物1的这种行为即是典型的AIE效应。不过,化合物1的结构虽然与HPS有类似之处,但是它们还是有所不同的。化合物1只含有碳元素和氢元素,是一个中性的分子,没有电子的给体与受体。
Figure 4 Fluorescence photographs of the solutions or suspensions of the molecules or nanoaggregates of 1 in THF/water mixtures with different volumetric fractions of water (fw, vol%); fluorescence quantum yields (ΦF, %) of 1 estimated using quinine sulfate as standard。来自优Q尔W论E文R网wWw.YouERw.com 加QQ75201.8766
相对于HPS和化合物1这类环状多烯类物质,线型多烯也是AIE的研究方向。而且由于线型多烯类分子更容易制备、结构种类更多,也很值得研究。例如, Diau和Hsu等人[8]就在2006年报道了化合物2与化合物3。化合物2与化合物3都是线型分子,然而两者有很大的区别。化合物2具有ACQ效应,而当化合物2上双键上的氢被甲基取代后所得到的化合物3,则是具有AIE效应。通过对化合物2与3的晶体结构研究,可以发现,化合物2是平面堆积的结构。这样的结构使得π-π相互作用能产生较大的作用,来增大激子产生的概率并减弱光的发射[9]。
Figure 5 Molecular packing arrangements of 1,4-di[(E)-styryl]benzene (2) and its α-dimethylated derivative (3)。
类似的,还有K。 Itami课题组[10]与Ma课题组[11],通过改变双键上的取代基,报道合成了化合物5化合物7,也同样具有AIE效应。
Figure 6 Examples of arylenevinylene-based AIE luminogens
1。1。2 含杂原子的AIE分子
只含有碳与氢的AIE分子,虽然结构简单、容易制备,并且可以作为基本的模型来阐述AIE效应中结构与性能的关系。然而,只含有碳与氢的AIE分子通常只能发出蓝光。而为了丰富AIE效应的颜色,也为了能够更广泛地运用AIE效应,其发散光谱需要扩大。
Figure 7 Plot of fluorescence intensity of 10 versus solvent composition of acetonitrile/toluene mixture。 Inset: photographs of an aqueous solution (Soln) of 10 and its powdery sample (Solid) taken under illumination of a UV lamp。
2009年,Tao的课题组[12]报道了一种吡啶盐,即化合物10。该吡啶盐不仅具有AIE效应,而且其发出的光超出了蓝光的范围。如Figure 7所示,由于化合物10是离子化合物,所以它能够在乙腈等极性溶剂中溶解,却不易与甲苯等非极性溶剂均匀混合。它的聚集体能够发出黄光,而在稀溶液中它是不具备荧光效应的。