摘要：本文综述了基于电荷转移作用的具有特定组装结构的功能分子体系的合成、自组装过程和性质.易于组装且结构-性能关系清晰的分子内电荷转移化合物的分子设计可以用来开发新颖的功能体系.我们阐述了通过在π共轭体系中引入杂环或杂原子或通过使用其他芳香环扩展芳香体系的共轭长度等方法合成分子内电荷转移化合物.分子内电荷转移化合物的给体/受体以及其连接基团极大地影响有机聚集体的形貌、尺寸和其光化学性能.非中心对称的超细纤维结构的独立非线性光学响应能够在光谱上和空间上被分离和调控;分子内电荷转移化合物的另一个应用是发展基于分子内电荷转移过程效率调控的分子传感器.通过分子内电荷转移化合物的可控自组装将获得新的或改进的化学和物理性质,该方法将被广泛应用于光学、电学和光电子领域.

摘要：设计并合成了一系列寡聚核苷酸组成的双链DNA分子,通过检测样品中二氨基嘌呤(Ap)荧光峰强度和相对荧光量子产率来研究DNA分子内电荷转移.实验中直接分辨和观测到双链DNA分子内电荷转移超交换机理,超交换机理在近距离起作用;而电荷转移跳跃机理,可能是通过极子运动形式体现.

摘要：设计合成了一种基于4-甲基-1-羟基二苯甲酮对硝基苯腙的比色和比率荧光阴离子受体1。此类受体以羟基和腙单元为识别位点,以硝基苯基为信号报告基团。向受体1的DMSO溶液中加入AcO-、H2PO4-、F-后,溶液颜色由黄色变为紫红色,而加入所研究的其它阴离子则无变化,从而实现对AcO-、H2PO4-、F-这三种离子的裸眼识别。利用紫外-可见吸收光谱、荧光光谱考察了其与AcO-,H2PO4-,F-,Cl-,Br-,I-等阴离子的识别作用。1H NMR滴定为受体分子与阴离子之间氢键作用本质提供了有力证据。

摘要：设计并合成了以香豆素为荧光发色团的多氰基分子化合物TCC。分子内强烈的电荷转移效应使得其本身荧光较弱。巯基化合物如半胱氨酸(Cys)、高半胱氨酸(Hcy)和还原型谷胱甘肽(GSH)的加入能与TCC中的三氰基乙烯基进行加成反应从而破坏分子内电荷转移,使分子内电荷转移吸收峰消失,颜色由紫色变成黄绿色,最大吸收波长由560 nm移至380 nm。并且化合物的荧光也随着巯基化合物的加入逐渐增强,荧光的强度与巯基化合物的浓度有很好的线性关系,检测限可以达到10^(-5)mol/L。其它离子与不含巯基的氨基酸则不会与化合物TCC发生上述反应,也就不会对体系的吸收和荧光光谱产生明显的影响,从而实现高效、专一的识别巯基化合物。

摘要：近年来,非富勒烯太阳能电池的发展迅猛。目前报道的高效率的非富勒烯稠环电子受体主要采用受体-给体-受体(A-D-A)型结构。本工作中,我们在给受体间引入3,4-二己氧基噻吩作桥,用5,6-二氯-3-(二氰基亚甲基)靛酮作端基设计合成了一种新的稠环电子受体(ITOIC-2Cl)。一方面,可以通过S···O和O···H等作用在分子内形成非共价键构象锁促进分子的平面性;另一方面,通过增加端基的缺电子性可以增强分子内的电荷迁移。在两者的协同作用下,ITOIC-2Cl的光谱吸收拓宽到近红外区,这有利于获得宽的光谱响应。将ITOIC-2Cl与一种吸收互补的给体聚合物(PBDB-T)共混制备活性层,我们用原子力显微镜(AFM)和透射电子显微镜(TEM)表征其形貌,发现共混薄膜可以形成纤维状的互传网络结构和合适纳米尺寸的相分离,这有利于电荷的分离和传输,从而获得高的短路电流(J_(sc))和填充因子(FF)。最终,基于PBDB-T:ITOIC的电池,我们获得了9.37%的光电转换效率,其开路电压(V_(oc))为0.886 V,J_(sc)为17.09 mA·cm^(-2),FF为61.8%。这些研究结果为我们提供了一种设计高效率的非富勒烯稠环电子受体的有效的策略。

摘要：具有热激活延迟荧光(Thermally activated delayed fluorescence,TADF)特性的有机给、受体(Donor-acceptor,D-A)分子体系通过反向系间窜越捕获三重态激子,可以将内量子效率的理论上限提高到100%,因而受到极大关注。通常,具有分子内电荷转移特性的D-A体系可以通过构建扭曲的分子构象来减小单、三重态之间的能差ΔES-T,以确保反向系间窜越快速发生。当分子被激发后,若激发态构象中D-A的二面角更接近90°时,ΔES-T会更小,延迟荧光也会增强。然而,快速的溶剂化过程常常会影响激发态构象、分子内电荷转移过程、延迟荧光发射,这使得研究TADF分子发光过程更富有挑战。本文综述了本课题组近期在溶剂化对D-A体系延迟荧光的影响及调控方面所取得的初步进展。结果显示,强极性溶剂会导致非辐射弛豫增加,不利于TADF发射;改变溶剂粘度会影响激发态构象弛豫,从而可以实现对TADF的增强或减弱的调控。这些结果有助于理解溶剂化效应与构象弛豫、TADF之间的关系,为TADF分子的设计与合成提供指导。

摘要：设计合成了一种萘酰亚胺化合物oCz‐NI。通过理论计算,发现其具有扭曲的结构且电子给体和电子受体在空间上具有较小的距离,有利于实现空间电荷转移。不同溶剂中的光致发光光谱表明,oCz‐NI存在分子内电荷转移。进一步进行变温光谱测试,发现粉末的荧光强度随着温度升高而增大,这表明oCz‐NI具有热活性延迟荧光特性。上述结果表明采用空间电荷转移策略设计TADF材料具有可行性。热重分析和差示扫描量热法分析表明其具有良好的热稳定性,其5%失重温度为350℃,玻璃化转变温度为121℃。采用oCz‐NI作为发光材料制备的有机发光二极管,发射峰波长为496 nm,最大亮度为1405 cd/m^(2),最大外量子效率为4.11%。

摘要：为了探究更高效率的敏化染料,将三苯基均三嗪基团引入供体-受体-共轭π桥-受体(D-A-π-A)型WS-4(HB)敏化剂中,设计了7种新型染料分子,采用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT)方法优化了新型敏化剂的几何构型,分析了分子的基态结构、前线轨道能级、吸收光谱、激发能及分子内电荷转移等相关性质.结果表明,三苯基均三嗪可以有效改善以三苯胺为电子给体的染料性能,其中在三苯基均三嗪上双侧连接三苯胺给体的染料HBL2表现出更低的能隙和光捕捉效率.利用Multiwfn对染料HBL2电子转移情况进行分析,结果表明,三苯基均三嗪不仅可起到电子推拉作用,还在一定程度上起到供体的作用,对分子内电荷转移起到促进作用.

摘要：设计合成了一类基于分子内电荷转移(Intramolecular Charge Transfer,ICT)的香豆素类F^-荧光探针CS1,CS2和CS3,经~1H NMR,^(13)C NMR,IR和HRMS表征了相应探针的结构,并解析了探针CS3的晶体结构.通过核磁和质谱实验验证了探针与F^-的作用机理是氟化物脱硅基.光谱分析实验结果显示,CS1,CS2和CS3均具有较好的选择性和灵敏度,且均能成功实现人乳腺癌细胞(MCF-7)中F^-的检测.

摘要：有机化合物的结构、构象和环境效应对发光化合物的荧光发射具有重要的影响。本文从化合物激发态的衰变过程出发 ,侧重于过程的光化学与光物理问题对发光行为和机制进行讨论。如 :化合物分子结构的受阻和桥键化对发光的影响 ;光激发下的光诱导电子和电荷转移及其相互转化 ;化合物扭曲的分子内电荷转移 (TICT) ;溶剂分子和发光化合物分子间不同的相互作用及对发光的影响 ;在发光过程中存在着最佳的发光构象等。对于这些问题的研究和掌握 ,将有利于设计和合成具有高荧光量子产率的发光化合物 ,更好地解释在研究中出现的种种现象和在实际工作中应用它们。文章还引用了大量发光化合物作为实例 ,对工作中所得的结果进行了详细讨论。