NH-杂环螯合配体光功能铜(I)配合物的合成与发光机理研究

铜(I)配合物因价格低廉，环境友好，结构多样，光化学物理性质独特，在发光器件、光学传感器、非线性光学材料等领域表现出诱人的应用前景。本项目拟应用含有NH功能基的氮杂环螯合配体来开展光功能铜(I)配合物分子材料的研究，希望通过NH-杂环螯合配体和辅助配体的结构修饰，Cu-Cu与π-π作用的调节，功能基NH?N￣ 转化的控制，来调控铜(I)配合物结构和光化学物理性质；通过铜(I)配合物结构、弱作用力、发光性质、激发态类型、发光机理等的研究，阐明结构与发光性质之间的关系，NH功能基对铜(I)配合物结构和发光性质的影响和作用规律，揭示发光变色行为和特殊发光性质的产生与运行机理，找到影响铜(I)配合物结构和发光性质的主要关键要素及改进途径，掌握如何通过结构敏感部位的修饰改造实现对铜(I)配合物发光性质的调控，为开发铜(I)配合物高效磷光材料和刺激响应型光功能分子材料与器件提供理论和实验基础。

铜(I)配合物因价格低廉，环境友好，结构多样，光物理性质独特，在发光器件、光学传感器、非线性光学材料等领域表现诱人的应用前景。本项目应用含NH基的各类功能化氮杂环螯合配体，系统开展了光功能铜(I)配合物分子材料研究。通过NH-杂环螯合配体结构修饰和辅助配体变化，Cu-Cu和π-π弱作用调节，NH↔N‾转化控制，实现了对铜配合物结构和光物理性质的调控，获得了一些蓝光材料和光功能分子材料。研究发现，通过酸碱调节实现了对三氮唑基NH↔N‾转化的控制，并藉此实现对三氮唑环翻转异构的控制，从而有效调控铜配合物的结构和发光性能。这一重要发现为研发酸碱敏感型光功能分子材料提供了重要的实验基础，也为研究配合物环翻转异构提供了又一类重要实例。通过有机膦辅助配体结构变化，如碳链长度改变，实现了对单核及双核铜配合物的控制制备，而通过在联吡啶及三氮唑环上引入取代基或功能修饰，成功设计合成了一类具有三、四配位方式的特殊结构双核铜发光配合物，为设计合成铜配合物发光材料提供了一条全新的设计思路。通过变化第二辅助配体，如卤素和膦配体，有效控制了铜配合物的溶解性、成膜性和发光性能。通过应用吡啶氮唑类配体，如吡啶三氮唑和吡啶吡唑，大幅有效改善了铜配合物的发光性能，而通过在常用联吡啶类配体的一吡啶环上引入功能基形成不对称螯合配体，如酯基或氰基，可显著影响铜配合物结构和发光性能。依据氮唑基引入可有效提升铜配合物发光性能这一成功经验，我们又设计合成了一类双螯合特性的嘧啶氮唑类新配体，并藉此设计合成出系列结构新颖的强荧光发射型多核铜配合物。在性能优异吡啶氮唑类配体上衍生发展了一类多齿螯合联吡啶氮唑类新配体，并藉此获得了系列结构新颖的多核铜配合物，并初步表明铜配合物发光会被大幅降低或淬灭。通过所合成配合物结构、弱作用力、发光性能、激发态、发光机理等的系统研究，阐明了配体及配合物结构与发光性质之间的关系，NH基对铜配合物结构和发光性能的影响和作用规律，揭示了发光变色行为和特殊发光性质的产生与运行机理，找到了影响铜配合物结构和发光性质的主要关键要素及改进途径，掌握了如何通过结构敏感部位的修饰改造实现对铜配合物发光性质的调控，为开发铜配合物高效磷光材料和刺激响应型光功能分子材料与器件提供了理论和实验基础。