积作用(图 1-1B)。此外,如图 1-1C,相邻 HPS 分子之间存在大量的 C−H……π相互 作用。这些非共价相互作用有助于保持 AIEgen 分子连接在一起,稳定的晶体堆积,并限 制其苯环旋转运动。HPS 的晶体结构的进一步分析显示,多个分子内相互作用以 H−C…π 短距离接触存在(图 1-1D)。综合起来,多分子间和分子内 C−H…π交互协同将 HPS 分 子约束在晶格而抑制其苯环在固体状态的旋转。在溶液中,六苯转子能紧靠着噻咯定子通过
单键轴动态旋转,这作为一个无辐射衰变激子的途径。在聚集体中,这样的旋转由于物理约 束被抑制,因此,非辐射途径关闭,而辐射通道打开。
π相互作用两个水晶细胞沿轴 b (D)分子内 C−H…π交互一个分子。
RIR 机制受到外部和内部因素影响操纵分子内旋转,从而影响聚集体的发光。外部因 素包括粘度,温度,压力等。内部因素通过空间位阻效应,电子共轭效应以及络合、共价键 合对 RIR 过程施加一定的影响。
RIR 机制不能解释所有的 AIE 现象,于是分子内振动受限机理(RIV,Restriction of
Intramolecular Vibrations)被提出。与 RIR 相似,在溶液中时,通过分子内振动消耗激 发态能量,无荧光;形成聚集态后,分子振动受限,以辐射的形式消耗激发态能量。例如, THBA 由于其苯环被一对乙烯系链锁住,没有可旋转单元,但是它表现出 AIE 活性,RIV
就 是 THBA 的 AIE 效 应 的 原 理 。 分 子 内 运 动 受 限 机 理 ( RIM , Restriction of
Intramolecular Motions)是 RIR 和 RIV 的结合。
2。聚集诱导发光聚合物
AIE 化合物有小分子和聚合物两大类。这里对 AIE 聚合物做一个简单的介绍。目前已 经 探 索 了 三 种 不 同 类 型 的 聚 合 物 , 包 括 共 价 有 机 骨 架 ( COFs , Covalent Organic Frameworks),金属有机骨架(MOFs,Metal Organic Frameworks)和无定形多孔有 机聚合物(POPs,Porous Organic Polymers)。这些材料的显著特征是它们通过使用共 价键,配位连接和π-π相互作用将 AIE 单元锁定在网络中,构成一类高度发光的多孔材 料。论文网
2。1 共价有机骨架
共价有机骨架(COFs)是一类具有良好限定排列的有机单元和固有孔隙率的结晶多孔 聚合物。已经开发了各种不同的结构单元用于 COFs 的设计,包括具有 C2,C3,C4,C6 对称性的简单芳烃,杂环,大环和大π系统;并探索了不同连接,包括硼酸酯,环硼氧烷,
硼硅酸盐,亚胺,三嗪,腙,方酸,环硼氮烷,吩嗪,吖嗪,双键和酰亚胺,用于合成具有 不同结构的各种 COFs。COFs 具有高结晶度,大孔隙率和稳定的热稳定性等特点。由于骨 架和孔的可设计性,COFs 为功能设计和探索提供了强大的平台,并且展示了优异的性能和
功能,包括气体储存,半导体,催化,传感器,质子传导,能量转换和能量存储。
将 AIE 活性发色团引入π-骨架,是设计高度发光 COFs 的一般策略,其中层内共价 键和夹层非共价π-相互作用协同地起作用以减少旋转诱导的光激发状态的热衰减。一个 AIE 活性的 TPE 单元用于合成高发射性 2D COF(TPE-Ph COF,1),是目前具有最高
的发光量子产率的 COFs。1 可用于感测氨气,在加入氨后,荧光强度显著降低,表明了由 氨引起的荧光淬灭。淬灭速率常数高达 6。3×1014m-1s-1 [4],表明 TPE-Ph COF 对氨有高灵 敏度,可用于检测和防止环境污染。TPE-Ph COF 的尺寸可以通过反应条件(包括温度, 反应物浓度和反应时间)被控制。