香豆素是一种常见的有机荧光染料,因其具有较大的共轭体系、刚性平面结构,易于修饰的分子结构,其衍生物在LED、激光染料、药物合成及生物传感等领域具有广泛的应用价值。大多数香豆素衍生物在溶液中具有非常好的发光性能,但是在聚集状态下由于分子堆积产生的π-π相互作用导致其荧光强度降低甚至荧光猝灭。科学家们发现具有较大空间效应的分子可以有效减少分子间π-π堆积产生的能量损失,固态下显示强荧光,但分子内单键的自由旋转导致激发态分子发生非辐射跃迁,导致其稀溶液中的荧光强度较弱。后来唐本忠课题组发现分子空间构型扭转既可以有效减少分子间的π-π相互作用,又可以抑制分子内单键的自由旋转,使分子固液状态下均具有较强的荧光发射。本论文通过在香豆素不同位点引入不同取代基得到了一系列发光性质不同的有机荧光分子,探究不同取代基对分子空间扭曲程度的调控及其分子荧光行为的影响。1、以3-对三氟甲基苯基噻吩香豆素为主体,在7-位引入供电子能力不同的取代基,合成了7-位分别为羟基取代(TCM1)、己氧基取代(TCM2)和乙酰氧基取代(TCM3)的香豆素衍生物。这三种化合物在有机溶剂中均表现出较强的荧光发射,并且呈现出明显的负溶剂化现象。在水含量较低的体系中化合物以单分子形式存在,其荧光强度基本保持稳定,而在水含量较高的体系中由于发生分子聚集导致荧光猝灭,具有明显的聚集荧光猝灭(ACQ)效应。TCM1、TCM2和TCM3固态下均显示黄色荧光,其中TCM3的荧光强度远高于TCM1和TCM2,其荧光量子产率为23.47%。与TCM1和TCM2相比,TCM3的荧光寿命较长,其值为7.99 ns。2、以7-二乙胺基香豆素为主体,合成了香豆素3-位分别为对三氟甲基苯基噻吩(TCM4)和对甲酰基苯基噻吩(TCM5)的香豆素衍生物,其中TCM4具有明显的负溶剂化性质。TCM4在水含量较低的体系中呈现出较高且稳定的荧光发射,在水含量较高的体系中发生荧光猝灭现象;而TCM5的荧光强度随水含量的增大呈现出缓慢递减的趋势,具有典型的ACQ效应。固态下TCM4和TCM5的荧光颜色分别为橘黄色和橘红色,TCM4的荧光强度高于TCM5,其荧光量子产率分别为15.39%和13.61%。瞬态荧光谱图显示,TCM4和TCM5的荧光寿命分别为3.71 ns和3.23 ns。