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王明、徐斌、田文晶等《CCS Chemistry》: 通过三联吡啶配体自组装制备的四苯乙烯基发光超分子笼
信息来源:超分子结构与材料国家重点实验室      发布时间:2020-09-05

自从2001年唐本忠院士等人首次提出聚集诱导发射(AIE)概念以来,AIE体系在发光材料方面取得了重大的研究进展。作为标志性的AIE荧光团之一,四苯乙烯(TPE)及其衍生物的基本发射机理以及各种应用已经被进行了广泛的探索。并且由于结构的扭曲和空间位阻等因素的影响,TPE衍生物通常在外部刺激(例如热和压力)下表现出光学响应性。基于这种独特的光学行为,TPE及其衍生物不断被引入到配位超分子体系中,并展现出丰富的性质,例如传感、成像、识别以及催化等。目前对于大多数的AIE活性超分子笼来说,在聚集状态下由于能够有效地限制苯环的旋转所以可以观察到较高的荧光量子效率。而在稀溶液态以及单一的超分子笼中,苯环旋转不能被有效的限制,超分子结构体现出不发光或具有较弱的荧光,严重限制了具有AIE活性基团的超分子组装研究。

 

1. a) 两个基于四苯乙烯和三联吡啶的超分子结构;b) 荧光光谱c)超分子发光随外部压力的变化

 

最近,吉林大学王明教授和徐斌教授课题组设计和制备了具有TPE单元的离散超分子笼,通过提高结构的刚性实现了溶液态下的高荧光量子效率。所获得的精准超分子结构由基于TPE的三联吡啶配体与Zn(II)配位自组装而形成(图1a)。并且为了获得更好的荧光性能,将炔键引入了到配体LB中以增加结构的刚性,有效限制了苯环的旋转。基于配体LB的超分子[Zn6LB3]实现了溶液态下的高效发光,荧光量子效率达到了20.79%,是不含炔键的超分子笼[Zn6LA3]的4.5倍。同时由于AIE单元的引入,导致很多外部环境的刺激都可以对荧光产生影响。例如将超分子溶液快速降温使其达到玻璃态时,荧光强度会大幅提高。并且,固态下超分子的荧光强度对外部压力的刺激也具有响应性(图1c)。以上研究说明对于内部结构的精确控制可以对AIE活性超分子的发光性能进行调节,同时也有助于在分子水平上了解AIE现象。

 

详情:

Meng Li, Shan Jiang, Zhe Zhang, Xin-Qi Hao, Xin Jiang, Hao Yu, Pingshan Wang, Bin Xu,* Ming Wang,* Wenjing Tian. Tetraphenylethylene-Based Emissive Supramolecular Metallacages Assembled by Terpyridine Ligands, CCS Chem., 2020, 2, 337-348.