本网讯（通讯员郑昕 牛草原）近日，河南农业大学郑昕博士课题组在刺激响应强发光有机材料的设计合成及性能研究方面取得新进展，相关研究成果在线发表在中国优秀期刊
Chin. Chem. Lett.上(DOI:10.1016/j.cclet.2022.06.005)
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开发具有强荧光的新型有机发光材料在基础研究和实际应用中具有重要意义。然而，大多数荧光材料只能在稀溶液中发出强荧光，而在固态中由于聚集引起的猝灭（ACQ）只能发出很弱的荧光。相反，其他发光材料在聚集态或固态时表现出强烈的荧光，但在溶液中表现出微弱的荧光，称为聚集诱导发射（AIE）材料。此外，大多数荧光有机分子本身具有疏水性或水溶性差，这将限制其在生物系统和水监测中的应用。解决这些问题，开发结合固态和溶液（双态）强发射和良好水溶性的材料是极其困难和具有挑战性的。
河南农业大学郑昕博士课题组致力于刺激响应强发光有机材料的设计合成及性能研究，研究小组发现一种新的噻唑噻唑桥联咪唑衍生物（1）在气态或甲醇中呈现蓝色荧光，在固态中呈现黄色荧光。使用正丙基碘化物对1中的咪唑亚基进行N-烷基化，生成不对称或对称烷基化的噻唑噻唑桥联咪唑盐，具有良好的水溶性和显著的溶液发射。此外，用三氟甲磺酸或双（三氟甲烷磺酰）亚胺阴离子取代碘，在固态和溶液中都实现了非常强的发射，并且具有良好的水溶性。
团队利用X-射线单晶结构分析化合物，并结合理论计算，揭示了晶体中离子间CH····F氢键导致的扭曲是使咪唑盐能够发出显著的荧光的主要原因。共轭和分子间π-π相互作用限制分子内旋转（RIR）使化合物1的荧光具有相当强度。N-烷基化逐渐增加咪唑亚基和TTz核之间的键长，同时增加分子扭曲并降低π-共轭程度，从而增加分子柔韧性并降低3的固态荧光强度。离子盐3a和3b在固态下的强荧光可归因于离子间CH····F氢键诱导的扭曲和刚性结构。结果表明，扭曲的刚性阳离子结构和合适的反阴离子可能对开发高双态发射材料和良好的水溶性起到关键作用。
此外，通过配制化合物1的水溶液（1×10
-5mol/L）,以此为培养液，用来监测泡桐幼芽的生长。经过12小时培养，发现泡桐芽的根茎具有明显的蓝色荧光，经12天培养，发现泡桐幼芽的根茎和叶片上都具有明显的蓝色荧光，且泡桐幼芽生长良好，证明化合物1具有低毒性，可以用来监测植物的生长。
研究成果以“Strong Dual-State Emission of Unsymmetrical and Symmetrical Thiazolothiazole-bridged Imidazolium Salts”为题，发表在期刊《Chinese Chemical Letters》上。理学院拔尖人才郑昕博士为通讯作者，谢普会教授为第一作者，我院与郑州大学联合培养硕士研究生周英同学为第二作者，河南农业大学为通讯作者单位。该项研究得到了国家自然科学基金、河南农业大学拔尖人才项目基金等项目的资助。
全文链接地址：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1001841722005721。
编辑/孙晴 签审/李丹
