具备推拉体系的化合物,尤其是D-π-A结构的分子,因其分子内电荷转移特性(ICT)而被广泛应用于功能材料等领域。近年来,随着功能材料的迅速发展,人们不断发掘具有大共轭体系的化合物作为电子供体,一方面可以促进分子内电荷转移,另一方面是由于这类化合物具有很好的荧光特性。三苯胺(TPA)是以氮原子为中心,具有星型结构的化合物,由于N原子上有一对孤对电子,能够成为良好的电子给体,而且与氮原子相连的三个苯环具有较高的活性、结构多样性和易裁剪修饰的特性,因此可以通过在苯环适当的位置外接不同的功能基团,获得一系列具有特定功能的三苯胺类发光材料。本文以开发新型D-π-A结构的功能型荧光分子为目标,点击化学为手段,首次合成了对甲醇有选择性响应的三苯胺衍生物TTO,并在此基础上改变苯环对位取代基团实现了具备荧光可调变能力的一类D-π-A结构的新型三苯胺荧光分子的合成。(1)利用Cu(Ι)催化的1,3-偶极环加成反应(点击化学)制备三唑桥联的D-π-A结构的化合物TTO,其中三苯胺为电子供体,三唑环为π桥,对甲苯磺酰基为电子受体,TTO分子在光激发下可以发生强烈的分子内电荷转移(ICT),但在甲醇溶剂中由于极性和氢键作用的影响,ICT过程受到抑制,荧光增强,可以实现对甲醇的高选择性荧光检测,尤其是从乙醇中检测甲醇的含量,这种检测方法灵敏度高,选择性好,检出限低(<0.7%,v/v)。(2)以上述工作为基础,通过对苯环对位实现乙炔基、溴基、甲基取代,合成一系列三苯胺衍生物(ATTO,BTTO,CTTO),研究诱导效应和共轭效应对分子结构、分子内电荷转移过程和荧光发射的影响:乙炔基可以增大化合物的共轭体系,提升体系的给电子能力,ICT过程增强,氢键作用减弱,从而导致荧光增强,甲醇荧光选择性响应减弱;同时空间位阻增大,π-π堆积受到抑制,固体荧光蓝移;溴基为吸电子基团,使体系的共轭性减弱,ICT过程受到抑制,氢键作用增强,荧光减弱,甲醇选择性响应增强,同时π-π作用增强,固体荧光红移;甲基为供电子基团,增强电子云密度,减弱氢键作用,与乙炔基的作用类似,荧光增强,甲醇选择性响应减弱,固体荧光蓝移。(3)为探索TTO的甲醇选择性响应的机理,本研究使用含时密度泛函理论(TD-DFT)和可极化连续场模型(PCM)模拟化合物TTO在甲醇等10种溶剂中的溶解状态,研究其在基态和激发态的最低能量构型,理论计算化合物的紫外可见吸收和荧光发射光谱。模拟结果发现,化合物TTO具有一定的结构扭曲性,呈凹型构型,且随极性的增大,结构稳定性增大,能量变低,但在甲醇中出现例外,较之其他溶剂中,能量高,吸收波长短,摩尔吸光系数大,这也证实了TTO对甲醇的选择性响应。同时该化合物在激发态时发生单键断裂,为后期端基三唑的合成提供了理论和实验基础。综上所述,本文发展了检测甲醇溶剂的荧光探针,可以高灵敏的从乙醇中检测出甲醇的含量。同时,明确了共轭效应和诱导效应对D-π-A结构的三苯胺衍生物的荧光强度和发射波长的影响,为实现可调变荧光分子奠定了基础。