燕紅課題組在碳硼烷調(diào)控發(fā)光方面的研究取得進展
時間：2021-04-11 17:47:02學院：化學化工學院學校：南京大學
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??? 二十面體碳硼烷根據(jù)兩個碳原子的空間位置可以分為鄰位、間位和對位碳硼烷，因其具有三維的大位阻幾何結構和推、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，其可增強亦可淬滅發(fā)光。對此，如何理解和解釋這種特殊的現(xiàn)象對于進一步設計碳硼烷功能化的光電功能分子起著重要的指導作用。
??? 燕紅課題組通過將三種不同的碳硼烷異構體引入到經(jīng)典的中性磷光銥配合物Ir(ppy)2acac和陽離子型磷光銥配合物[Ir(ppy)2phen]PF6的環(huán)金屬配體上，來探究其對這兩類銥配合物光物理性質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)間位和對位碳硼烷在兩類發(fā)光體系中都增強發(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，但在陽離子型配合物中發(fā)生磷光增強現(xiàn)象。除此以外，在陽離子型配合物體系中，隨著三種碳硼烷的引入，發(fā)光波長呈現(xiàn)規(guī)律的變化（Chem. Commun. 2013, 49, 4746）。與此同時，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，并研究了其對雙光子性質(zhì)的影響，成功實現(xiàn)了雙光子三維細胞成像（Chem. Commun. 2013, 49, 10638）。
???在此基礎上，最近該課題組又取得了新進展，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，即與溶劑的介電常數(shù)成反比，同時通過理論計算解釋了這種特殊的現(xiàn)象。此外，他們還開發(fā)了另一類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，磷光壽命長等優(yōu)勢，已成功的運用到生物成像以及壽命成像等生物應用上。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趙強教授及黃維院士共同合作完成，并得到了國家自然科學基金委杰出青年基金及科技部-國家重大科學研究計劃等基金的資助。
 圖一、碳硼烷功能化的三苯胺分子的結構和雙光子三維成像  圖二、閉式碳硼烷衍生物特殊的溶劑效應（左）和巢式碳硼烷衍生物的細胞成像和熒光壽命成像（右） |
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