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AIE核心分子四苯基乙烯(TPE)衍生物的应用进展
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近年来,一种新型具有聚集诱导发光（AIE）特点的发光有机分子引起了广泛的关注。在这类发光材料中,四苯基乙烯(TPE)是一种具有简单分子结构但表现出极好的聚集诱导发光作用的发光分子。使用TPE作为基本的构建模块,通过嫁接羧酸和吡啶等,可以延伸出多种高效率的固态发光有机配体。 TPE基衍生物作为刚性有机配体来构建发光金属有机骨架,可以做成荧光传感器等，这些分子具有独特的聚集诱导发光效应，在生物探针、光电材料、传感器材料等领域展现出了广泛的应用前景。 01 基于四苯乙烯衍生物多重刺激响应光学性质的多模式防伪技术 随着社会财富的不断增加，人们对信息及财产安全的问题也越来越重视，因而多模式防伪技术也备受科研学者们的关注。 2022年底，唐本忠院士团队，深圳大学李冰石教授课题组系统研究发现间位胆固醇取代四苯乙烯衍生物具有多重态荧光、激发波长依赖荧光、可逆光致变色和圆偏振发光的光学性质。本文中应用了不同的加工方法(书写、丝网绘画、绘图、光刻)，研究发现该分子可以作为防伪工具箱，通过多种光学特性的协同使用，提供丰富的防伪效果。此外，通过对上述性质的独立或不同组合可轻松实现多重光学防伪，在信息隐藏、丝网印刷二维码防伪、荧光画内容加密、烙画和CPL加密等多模式防伪场景具有广泛应用前景。 DOI: 10.31635/ccschem.022.202202173 02 AIE核心分子四苯基乙烯(TPE)衍生物用于构建金属有机框架MOF材料 四苯基乙烯(TPE)衍生物是一类标志性的有机分子，具有聚集诱导发光特性，其本身的发光性能极易受自身分子间运动和分子内运动的影响，被广泛用于构建MOF。Zr6簇具有高度可调的配位数，可用于构建不同结构的MOFs。截至目前，已有多种由TPE配体构建的Zr-MOFs被报道，包括ftw、csq和scu等拓扑结构。近日，南京师范大学古志远团队选择H4TCPE有机配体和Zr6簇进行配位，合成了Zr-TPCE材料。团队采用超低电子剂量HRTEM、HAADF和氩气吸附等技术证实Zr-TCPE具有非互穿的scu拓扑结构。 DOI: 10.1038/s41467-023-41055-6 对Zr-TCPE进行加热处理后，得到Zr-TCPE-H。与Zr-TCPE相比，Zr-TCPE-H荧光发生红移，孔径显著变小。其中，荧光红移与有机配体的分子间运动密切相关，而孔径降低表明有机配体的分子间堆积沿着a轴发生变化。以上实验现象表明Zr-TCPE具有各向异性柔性，在加热处理后发生结构变化。并且，这种结构变化是可逆的，将Zr-TCPE-H泡在含酸调节剂的DMF溶剂中，其结构便可恢复至原始状态。 （a）DFT计算的H4TCPE在Zr-TCPE和Zr-TCPE-H中的HUMO-LUMO。（b）Zr-TCPE-H的HAADF图。（c）Zr-TCPE加热前后及结构恢复后的PXRD谱图。（d）Zr-TCPE加热前后及结构恢复后的荧光发射图。（e）Zr-TCPE各向异性柔性和可逆结构变化的示意图。 03 新型手性和荧光特性的分子面旋转立方体 手性笼状化合物主要由手性前体构建，或基于配位驱动自组装过程中的对称性破坏。在此，曹晓宇和田中群老师团队提出了一种构建手性有机笼的策略，即通过动态共价化学限制四苯乙烯（TPE）面的P或M旋转构型。实验结果及理论计算的结合表明，手性笼的出现源于具有不同取向和旋转构型的TPE面的复杂排列。伴随着手性的产生，即使在具有多种溶剂的稀溶液中，在笼形成过程中也会出现强荧光。此外，笼子的圆偏振发光是其双重手性和荧光特性协同作用的结果。计算表明，笼子的手性和荧光非常稳定，因为在TPE面上苯环的分子内翻转受到限制。 这项研究为通过图论进行合理设计来构建手性笼提供了启示，并可能促进从聚集诱导发射活性构件进一步设计手性笼和其他超分子组装体。 DOI: 10.1021/jacs.7b07657 总的来说，以四苯乙烯衍生物为代表的AIE材料在生命科学和材料科学中展现了巨大的潜力。相信随着进一步的研究和创新，AIE材料的研究和应用不断拓展和深入，未来将会在更广泛的领域得到应用，这些材料将为人类生活带来更多的科技突破和应用可能性。 |
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