燕紅課題組在碳硼烷調(diào)控發(fā)光方面的研究取得進(jìn)展
時(shí)間：2021-04-11 17:47:02學(xué)院：化學(xué)化工學(xué)院學(xué)校：南京大學(xué)
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??? 二十面體碳硼烷根據(jù)兩個(gè)碳原子的空間位置可以分為鄰位、間位和對(duì)位碳硼烷，因其具有三維的大位阻幾何結(jié)構(gòu)和推、拉電子性質(zhì)，最近被廣泛的引入到各種光功能分子上，并研究其對(duì)光物理性質(zhì)的影響。研究發(fā)現(xiàn)鄰位碳硼烷，因其具有特殊的C–C鍵，其可增強(qiáng)亦可淬滅發(fā)光。對(duì)此，如何理解和解釋這種特殊的現(xiàn)象對(duì)于進(jìn)一步設(shè)計(jì)碳硼烷功能化的光電功能分子起著重要的指導(dǎo)作用。
??? 燕紅課題組通過(guò)將三種不同的碳硼烷異構(gòu)體引入到經(jīng)典的中性磷光銥配合物Ir(ppy)2acac和陽(yáng)離子型磷光銥配合物[Ir(ppy)2phen]PF6的環(huán)金屬配體上，來(lái)探究其對(duì)這兩類(lèi)銥配合物光物理性質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)間位和對(duì)位碳硼烷在兩類(lèi)發(fā)光體系中都增強(qiáng)發(fā)光，但鄰位碳硼烷卻表現(xiàn)不同，即在中性配合物中發(fā)生磷光淬滅，但在陽(yáng)離子型配合物中發(fā)生磷光增強(qiáng)現(xiàn)象。除此以外，在陽(yáng)離子型配合物體系中，隨著三種碳硼烷的引入，發(fā)光波長(zhǎng)呈現(xiàn)規(guī)律的變化（Chem. Commun. 2013, 49, 4746）。與此同時(shí)，該課題組又將鄰位碳硼烷和間位碳硼烷分別引入到三苯胺分子中，并研究了其對(duì)雙光子性質(zhì)的影響，成功實(shí)現(xiàn)了雙光子三維細(xì)胞成像（Chem. Commun. 2013, 49, 10638）。
???在此基礎(chǔ)上，最近該課題組又取得了新進(jìn)展，他們將三種碳硼烷直接引入到經(jīng)典的面式和經(jīng)式磷光銥配合物Ir(ppy)3中，發(fā)現(xiàn)了鄰位碳硼烷衍生物發(fā)光量子產(chǎn)率與外部環(huán)境密切相關(guān)，即與溶劑的介電常數(shù)成反比，同時(shí)通過(guò)理論計(jì)算解釋了這種特殊的現(xiàn)象。此外，他們還開(kāi)發(fā)了另一類(lèi)巢式碳硼烷磷光銥配合物，由于具備水溶性好，低毒性，發(fā)光效率高，磷光壽命長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)，已成功的運(yùn)用到生物成像以及壽命成像等生物應(yīng)用上。該研究成果發(fā)表在2013年的Angew. Chem. Int. Ed （DOI:10.1002/anie.201307333）上。以上研究工作與南京郵電大學(xué)趙強(qiáng)教授及黃維院士共同合作完成，并得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委杰出青年基金及科技部-國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃等基金的資助。
 圖一、碳硼烷功能化的三苯胺分子的結(jié)構(gòu)和雙光子三維成像  圖二、閉式碳硼烷衍生物特殊的溶劑效應(yīng)（左）和巢式碳硼烷衍生物的細(xì)胞成像和熒光壽命成像（右） |
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