幾種簡單吖啶酮類衍生物的熒光量子的測定

田林 周中山 薛文勝

摘 要： 熒光量子效率是表示物質(zhì)熒光性質(zhì)的重要參數(shù)，它可以衡量一個化合物將吸收的光能轉(zhuǎn)變?yōu)闊晒獾哪芰?。吖啶酮類化合物分子含有大環(huán)共軛體系，一般具有較強的熒光性能，被廣泛應(yīng)用于合成熒光試劑。本文擬利用紫外可見分光光度計、熒光分光光度計測量幾種吖啶酮類衍生物在乙醇溶液中的熒光發(fā)射光譜，從而計算熒光量子效率，對幾種吖啶酮類衍生物的熒光性能進行初步判斷，并將實驗結(jié)果與文獻報道的已測得的部分化合物的熒光量子數(shù)值進行比較，對實驗方法的準確性進行評價。

關(guān)鍵詞： 熒光量子效率 吖啶酮衍生物 熒光分光光度計

因為吖啶酮類化合物分子內(nèi)含有大π共軛結(jié)構(gòu)，具有剛性平面結(jié)構(gòu)，同時分子兩端分別連有推電子基團（N-R）和吸電子基團（C=O），所以很容易發(fā)生分子內(nèi)的電子轉(zhuǎn)移，具有較強的熒光發(fā)射能力。另外，這種化合物結(jié)構(gòu)簡單，易于合成，而且具有很好的光穩(wěn)定性，是優(yōu)良的光敏引發(fā)劑，在熒光分析方面廣泛用做熒光標記物或化學傳感器。

但是實際生產(chǎn)應(yīng)用中很少將吖啶酮類衍生物直接用于發(fā)光物質(zhì)，同時對于吖啶酮熒光量子效率的報道很少。本文擬通過測定吖啶酮及其衍生物的熒光量子效率找到一種可靠的測量方法，為以后測量此類化合物的熒光量子效率奠定基礎(chǔ)。

本文采用慈云祥等提出的進一步簡化測量熒光量子效率的方法。其原理為：先測量待測溶液與標準溶液的吸收曲線，選擇待測溶液與標準溶液吸收曲線交點對應(yīng)的波長作為激發(fā)待測物和標準物的波長。這樣激發(fā)光強度I和吸光度A可以從計算公式中削去，則有：

Φx=（nx/nstd）2×（Fx/Fstd）×Φstd公式1

即可直接采用熒光峰高之比即可，使用這種方法又減少了待測物和標準物吸光度兩個可能引入誤差的因素。但使用該方法需注意兩個問題：

其一，待測溶液與標準溶液吸收曲線的交點可能有多個，為避免交點處波長讀數(shù)誤差較大，應(yīng)盡量選擇曲線平滑處交點所對應(yīng)的波長作為激發(fā)波長。另外，還要求交點處對應(yīng)吸光度值A(chǔ)≦0.05（或0.10）。

其二，因為熒光量子效率的測量值隨激發(fā)波長的變化很小，所以可以基本認為兩者無關(guān)。另外，在考慮測量熒光光譜過程中，燈電流的穩(wěn)定性，激發(fā)波長應(yīng)盡量選在300至400nm之間。

在遵循上述原則的前提下我們分別測量吖啶酮及其衍生物的紫外吸收光譜和以吸收交點對應(yīng)波長為激發(fā)波長的熒光光譜圖，然后根據(jù)公式1計算出吖啶酮及其三種衍生物的熒光量子效率，根據(jù)紫外吸收光譜選擇吖啶酮、10-乙基吖啶酮、10-苯基吖啶酮、10-芐基吖啶酮的熒光發(fā)射波長為349nm、343nm、344nm、345nm，在此條件下譜乙醇有溶劑效應(yīng)，在計算吖啶酮類衍生物的有效峰高時應(yīng)該扣除，另外0.1N硫酸溶液的溶劑效應(yīng)極小，可以忽略不計。由于溶液極稀，計算中折射率均使用溶劑的折射率。硫酸奎寧的0.1N硫酸溶液標準樣品的折射率nstd=1.3342，Φstd=0.55，98%乙醇的折射率為1.3611，根據(jù)公式1計算吖啶酮及其衍生物的熒光量子效率，計算結(jié)果如表1：

因為有關(guān)吖啶酮類衍生物熒光量子效率的報道較少，所以根據(jù)表2結(jié)果僅能說明實驗所使用的測定方法與儀器比較準確，實驗具有良好的重現(xiàn)性，說明此方法可以作為測量吖啶酮類衍生物的熒光量子效率。

參考文獻：

[1]宋化燦，季鳳英，宋繼國等.吖啶類衍生物的熒光性質(zhì)[J].分析測試學報，2002，21（2）：42-44.

[2]嚴正權(quán)，劉傳芳.吖啶類化合物化學發(fā)光機理的研究和應(yīng)用[J].安徽化工，2005，（4）：5-7.

[3]慈云祥，賈欣.熒光量子產(chǎn)率的簡化測量方法[J].分析化學，1986，14，（8）：616-617.

[4]劉卉潔，劉繼芳，賀俊芳等.一種新型高分子聚合物TPA20的熒光量子效率[J].電子科技，2009，22，（5）：72-74.

[5]譚頌德，陳文華，宋繼國等.吖啶酮類衍生物的光電性質(zhì)研究[J].分析測試學報，2005，24，（4）：39-41.