摘要
刺激响应性化合物在一种或多种外界刺激下(如：光、电场、磁场、温度等)，会产生特定物化性质(如：电导率、颜色、荧光以及与某些金属离子的结合能力等)的改变。而在这些刺激中，光刺激作为非接触性刺激拥有诸多优点。光响应分子由于其可逆的光致异构化特性，近些年备受关注。偶氮苯及其衍生物是一类具有优良光学性质的刺激响应性分子，在很多领域(生物医学、存储器、传感器、环境治理等)都有十分广阔的应用前景。 本论文合成了偶氮苯衍生物BNBC-t8、AOBC-t8、Azo-OH、Azo-I和Azo-SH，表征了其在可见光和紫外光照射下的光响应性质，探究了它们在紫外光照下的聚集诱导荧光增强性能，并系统研究了其荧光增强的机理。 具体内容如下： 1、合成了偶氮苯衍生物BNBC-t8和AOBC-t8，通过核磁共振氢谱、红外光谱等方法表征了分子结构，研究了它们在不同溶剂中的凝胶性质以及在甲醇中的光物理性质。当用波长365nm的紫外光进行照射时，两个分子都有高达90%以上的反式-顺式异构体转化率。此外，在紫外光照前，BNBC-t8和AOBC-t8甲醇溶液几乎不发荧光，而紫外光照后，其量子产率分别达到了1.9×10-2和11.9×10-2，比光照前分别增强了约127倍和1226倍。顺式异构体在溶液中由于π-π相互作用形成了J型聚集体，导致其荧光强度显著增强。 2、合成了偶氮苯衍生物Azo-OH、Azo-I和Azo-SH，采用核磁共振氢谱、碳谱、DEPT谱表征了其分子结构。用紫外-可见吸收光谱研究了Azo-SH在不同溶剂中的光致异构化速率以及顺反异构转换效率，其在甲苯中的回复效率最高，接近90%，而在乙醇中的异构速率最快。稳态荧光光谱表明Azo-I在四氢呋喃溶液中具有较好的荧光性能，其可逆的光致异构过程具有良好的抗疲劳性能。此外，利用飞秒瞬态吸收技术分析了Azo-OH、Azo-I与Azo-SH的超快动力学过程，通过对比发现Azo-I之所以表现出较强的荧光性质，是由S1态上的长寿命衰减成分比例增加引起的，而该动力学过程对应于在S1势能面上通过反转机制发生的顺反光异构化反应。
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