有機(jī)分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移化合物的應(yīng)用進(jìn)展

曹柳，許良，魯福身

（汕頭大學(xué)理學(xué)院化學(xué)系，廣東汕頭515063）

有機(jī)分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移化合物的應(yīng)用進(jìn)展

曹柳，許良，魯福身

（汕頭大學(xué)理學(xué)院化學(xué)系，廣東汕頭515063）

由于有機(jī)分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移（ICT）化合物具有獨(dú)特的光電性質(zhì)，例如精細(xì)調(diào)控分子能級(jí)，光誘導(dǎo)能量轉(zhuǎn)移等.該體系的設(shè)計(jì)合成以及應(yīng)用研究已經(jīng)成為當(dāng)前材料科學(xué)的熱點(diǎn).本文從分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移化合物的概念和性質(zhì)出發(fā)，討論了它們?cè)诜蔷€性光學(xué)、有機(jī)太陽能電池、有機(jī)分子傳感器、有機(jī)發(fā)光二極管、生物成像方面的應(yīng)用.

電荷轉(zhuǎn)移；非線性光學(xué)；太陽能電池；傳感器；有機(jī)發(fā)光二極管；生物成像

0 引言

分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移化合物是通過將電子給體（D）和電子受體（A）進(jìn)行共價(jià)連接（B）得到的具有一定偶極矩的極性分子.在這種D-B-A體系中，分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移同時(shí)受取代基（D，A）和連接橋（B）性質(zhì)的影響.常見的D有：三苯胺、蒽、芘、螺二芴、苯并噻吩、菲啰啉咪唑等，常見的A有：吡嗪、氰基、三氰呋喃、蒽醌、吡咯并吡咯二酮、苯并噻二唑等.當(dāng)一種電活性單元的氧化電位或者還原電位不是太大時(shí)，在一定的條件下，可能會(huì)發(fā)生從電子給體到電子受體或者從電子受體到電子給體的角色轉(zhuǎn)換.例如：苝四羧酸二酰亞胺（PDIs），氟硼二吡咯，當(dāng)與強(qiáng)電子給體連接時(shí)表現(xiàn)出電子受體的性質(zhì)，而與強(qiáng)電子受體連接時(shí)卻表現(xiàn)出電子給體的性質(zhì)[1].通過改變電子給體和電子受體的推拉電子能力的強(qiáng)弱可以實(shí)現(xiàn)對(duì)分子能級(jí)的精細(xì)調(diào)控.

能量轉(zhuǎn)移和電荷轉(zhuǎn)移是有機(jī)分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移化合物非常重要的光電特性[2-4].D-A體系中，當(dāng)給體和受體相距較遠(yuǎn)時(shí)一般發(fā)生共振能量轉(zhuǎn)移，當(dāng)給體和受體距離較近時(shí)一般發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移[3，5-7].分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移化合物具有的能量和電荷轉(zhuǎn)移特性，使其在有機(jī)光電材料的設(shè)計(jì)與合成中具有重要的應(yīng)用價(jià)值[8-10].本文總結(jié)了近年來有機(jī)分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移化合物的研究工作，重點(diǎn)討論了這類有機(jī)分子在非線性光學(xué)材料（NLO）、有機(jī)太陽能電池、有機(jī)分子傳感器、有機(jī)發(fā)光二極管（OLEDs）和生物成像等方面的應(yīng)用.

1 分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移化合物的應(yīng)用

1.1 非線性光學(xué)材料

非線性光學(xué)效應(yīng)是指在強(qiáng)光作用下介質(zhì)的電極化強(qiáng)度不再與入射光場(chǎng)強(qiáng)成線性關(guān)系而是成為一般的冪級(jí)數(shù)關(guān)系，此時(shí)物質(zhì)的吸收系數(shù)、折射率不僅與光的強(qiáng)度有關(guān)，還與入射光頻率有關(guān)的效應(yīng).有機(jī)非線性光學(xué)材料具有非線性光學(xué)系數(shù)大，響應(yīng)時(shí)間短，光損傷閾值高以及容易加工成高質(zhì)量的光學(xué)薄膜等優(yōu)點(diǎn)，因此受到研究者的廣泛關(guān)注.由電子給體和電子受體組成的D-A型ICT化合物，其推-拉電子體系使分子內(nèi)發(fā)生強(qiáng)烈的電荷轉(zhuǎn)移，在一定程度上可以實(shí)現(xiàn)基態(tài)的電荷分離[3，11].因此，人們?cè)O(shè)計(jì)合成了一系列D-A有機(jī)共軛分子，并研究了分子形狀、共平面性、取代基類型與推拉電子強(qiáng)弱等因素對(duì)其非線性光電材料性能的影響.

Qi-chun Zhang等[12]設(shè)計(jì)了以三苯胺為電子給體，吡嗪為電子受體的D--A共軛結(jié)構(gòu)，研究了不同類型的取代基團(tuán)對(duì)雙光子吸收性質(zhì)的影響（圖1）.通過吡嗪的質(zhì)子化，增加了其得電子能力，改變了分子的帶隙，使得化合物出現(xiàn)從反飽和吸收到飽和吸收的轉(zhuǎn)化.化合物3具有相對(duì)較好的非線性吸收系數(shù)（5.14 cm-1GW-1）和雙光子吸收（TPA）截面值（211GM）.

圖1 化合物1-3的結(jié)構(gòu)

三苯胺為合成三腳架分子提供了可能，以中心的氨基為電子給體，外圍可連接各種各樣的電子受體基團(tuán)，形成D（--A）3的推拉體系.F.Bures?等[13]以三苯胺為電子給體，以氰基為電子受體通過不同的排列、擴(kuò)展，連接到三苯胺的分支上形成一系列不同結(jié)構(gòu)的D（--A）3化合物（圖2），研究結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系.其非線性光學(xué)性質(zhì)主要與受體類型、長度、鏈的組成和平面化有關(guān).在一系列化合物中以氰基取代苯乙烯基鏈的化合物8表現(xiàn)出最強(qiáng)的非線性光學(xué)活性，由于其擴(kuò)展的體系以及極化的烯烴單元顯著的增加了雙光子吸收（TPA）活性，其最大TPA截面值為1100 GM.

吡咯并[3，2-b]吡咯的2，5位取代基與吡咯中心有相當(dāng)小的二面角.Daniel T.Gryko等[14]設(shè)計(jì)合成了兩種以吡咯并[3，2-b]吡咯體系為主鏈，以甲氧基和二烷氨基作為電子給體，氰基作為電子受體的D-A型環(huán)境敏感型染料（圖3）.化合物在極性溶劑中發(fā)射波長比非極性溶劑中更長，而且光譜帶變寬.化合物16和17均有較高的斯托克斯位移和雙光子吸收（TPA）截面值，斯托克斯位移分別為5.3×103cm-1和7×103cm-1，TPA截面值分別為222 GM和340 GM.

圖2 化合物4-15的結(jié)構(gòu)

圖3 化合物16和17的結(jié)構(gòu)

三氰呋喃（TCF）與芳香族給體組成分子內(nèi)給受體系后，具有高的二階非線性極化率（β）.Neil Robertson等[15]設(shè)計(jì)合成以TCF為受體單元，分別以多環(huán)芳烴蒽和芘為給體單元的兩種化合物（圖4）.化合物18和19最大摩爾吸光系數(shù)分別為24 090 cm-1M-1和13 900 cm-1M-1.取代基蒽與TCF的扭轉(zhuǎn)角為33.8°，而芘與TCF的扭轉(zhuǎn)角小于1°.這兩者之間的差異導(dǎo)致它們的非線性光學(xué)活性不同，含芘取代基的TCF衍生物的電場(chǎng)誘導(dǎo)二次諧波響應(yīng)值（μβ1.907）為-1700×10-48esu，而含蒽取代基的TCF衍生物μβ1.907低于10×10-48esu.

圖4 化合物18和19的結(jié)構(gòu)

1.2 有機(jī)太陽能電池

有機(jī)太陽能電池是以具有光敏性質(zhì)的有機(jī)物作為半導(dǎo)體的材料，通過光伏效應(yīng)而產(chǎn)生電壓形成電流，實(shí)現(xiàn)太陽能發(fā)電的效果.當(dāng)有機(jī)材料吸收光子能量大于禁帶寬度E時(shí)，產(chǎn)生電子空穴對(duì)，在靜電勢(shì)能作用下分離，然后被接觸電極收集，這樣外電路就有電流通過.有機(jī)太陽能電池材料可大致分為：小分子材料和聚合物材料.不管是小分子還是聚合物，D-A型結(jié)構(gòu)的分子體系都是目前有機(jī)太陽能電池材料研究的熱點(diǎn)之一[16-17].D-A型化合物合成和結(jié)構(gòu)的多樣性，為探究有機(jī)太陽能電池材料的分子幾何構(gòu)型，取代基類型等對(duì)器件效率的影響提供了便利.

苝四羧酸二酰亞胺衍生物（PDIs）由于具有高的光化學(xué)穩(wěn)定性、高的摩爾消光系數(shù)和熒光量子產(chǎn)率以及強(qiáng)的電子受體性能等優(yōu)點(diǎn)常被用作有機(jī)光伏器件受體材料[18-20].Yong-jun Li等[1]對(duì)PDIs灣位進(jìn)行修飾引入蒽醌基團(tuán)合成了兩種新型的D-A化合物（圖5）.化合物20和21作為受體材料應(yīng)用于有機(jī)太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率（PCE）分別為0.39%和0.16%.閉環(huán)后化合物21有更好的平面性，但是其分子堆積可能導(dǎo)致激子自陷，激子解離傳輸延遲，載流子復(fù)合率增大，從而光電轉(zhuǎn)化效率降低.因此，分子堆積和分子扭轉(zhuǎn)的平衡是取得光伏器件光電轉(zhuǎn)化效率的關(guān)鍵之一.

圖5 化合物20和21的結(jié)構(gòu)

Erika Kozma等[21]也合成了PDIs衍生物，進(jìn)一步驗(yàn)證了分子堆積對(duì)太陽能電池性能的影響.一種是以螺二芴基團(tuán)作為取代基引入苝核的灣位處形成D-A-D結(jié)構(gòu)，另一種是通過聯(lián)噻吩共軛橋?qū)⒙荻袒鶊F(tuán)與苝核鏈接形成D--A--D結(jié)構(gòu)（圖6）.以化合物22和23作為受體材料應(yīng)用于異質(zhì)結(jié)太陽能電池，化合物22有更好的短路電流密度3.13 mA/cm2和光電轉(zhuǎn)化效率1.36%，進(jìn)一步證實(shí)了分子堆積與扭轉(zhuǎn)的平衡更有利于提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率.

圖6 化合物22和23的結(jié)構(gòu)

富勒烯是太陽能電池中最常用的受體材料.為了解富勒烯衍生物結(jié)構(gòu)與太陽能電池性能的關(guān)系，Yu-liang Li等[22]通過對(duì)C60和C70進(jìn)行單取代和雙取代合成一系列D-A結(jié)構(gòu)的化合物（圖7），探究單取代和雙取代的富勒烯作為電子受體對(duì)有機(jī)異質(zhì)結(jié)太陽能電池性能的影響.對(duì)其光伏性質(zhì)進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)單取代的富勒烯衍生物有更好的光電轉(zhuǎn)化效率，化合物24為1.77%，化合物26為1.90%.

D-A型化合物合成的多樣性為較精準(zhǔn)的調(diào)節(jié)分子能級(jí)提供了可能.Arthur D.Hendsbee等[23]設(shè)計(jì)合成了一系列鄰苯二甲酰亞胺-噻吩-核中心-噻吩-鄰苯二甲酰亞胺構(gòu)架的化合物（圖8），這些有機(jī)D-A共軛小分子具有不同的LUMO能級(jí).核中心單元分別是不同電子親和力的吸電子基團(tuán).化合物28-34分別作為受體材料應(yīng)用于有機(jī)光伏器件，研究發(fā)現(xiàn)受體的LUMO能級(jí)和給體的HOMO能級(jí)之差對(duì)開路電壓的影響較小，而給體材料的選擇對(duì)PCE的影響較大，以P3HT為給體材料時(shí)，化合物28的光電轉(zhuǎn)化效率（PCE）為0.46%而化合物31的PCE僅為0.027%，而以DTS（FBTTh2）2為給體材料時(shí)，化合物28的PCE只有0.00051%而化合物31的PCE為0.43%.

圖7 化合物24-27的結(jié)構(gòu)

圖8 化合物28-34的結(jié)構(gòu)以及給體P3HT和DTS（FBTTh2）2的結(jié)構(gòu)

1.3 有機(jī)分子傳感器

每個(gè)人與他人他物打交道之時(shí)，首先是站在自身角度出發(fā)看待對(duì)象，不論是人還是物質(zhì)，都會(huì)被冠以客體之名，并以對(duì)象的身份待之。人人是主體，主體是人人，但人類總是缺乏換位思考的能力，在自我主體與互為客體的交往行為當(dāng)中，必定會(huì)引起對(duì)方的不滿與抵制，導(dǎo)致人際關(guān)系的緊張與不睦，這將是人之主體的矛盾所在。他人的對(duì)象客體化，對(duì)他人主體性的確立產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊，人與人關(guān)系的定位陷入互相制約之中，而非相互進(jìn)步。在社會(huì)實(shí)踐過程中，避免不了人與人的相互交涉，“我”既是自我眼中的主體，也是他人眼中的客體，人與人之間的主體與客體處于相互倒轉(zhuǎn)的狀態(tài)。相互局限在片面的表象中，踐行自我的主體之姿，限制人類主體地位向完滿狀態(tài)的通達(dá)。

熒光傳感器是一類利用發(fā)射熒光的物質(zhì)，通過共價(jià)結(jié)合或者物理吸附在所要檢測(cè)的分子上，通過其熒光性質(zhì)的改變跟蹤所要研究的對(duì)象.熒光傳感器分子需要對(duì)周圍環(huán)境變化有極高的敏感性，外部環(huán)境的細(xì)微變化就能引起光譜相應(yīng)的變化，且熒光傳感器分子要在不同極性的溶劑中均有較大的熒光量子產(chǎn)率，以保證檢測(cè)的準(zhǔn)確性.由于有機(jī)D-A分子可以通過分子工程調(diào)控其結(jié)構(gòu)和光電性質(zhì)，因此是制備熒光傳感器的優(yōu)良材料[24-25].人們?cè)O(shè)計(jì)合成了許多D-A結(jié)構(gòu)的分子應(yīng)用于有機(jī)傳感器，并研究了不同取代基團(tuán)、分子結(jié)構(gòu)等因素對(duì)有機(jī)D-A型傳感器靈敏性和選擇性的影響.另外，人們也將D-A構(gòu)型的分子應(yīng)用于濕度傳感器.

陰離子在化學(xué)和生物學(xué)中扮演著重要角色.常見的與陰離子受體連接的官能團(tuán)有酰胺、吡咯、咪唑鹽等.Yu-liang Li等[26]合成了以酰胺三唑?yàn)樽R(shí)別單元的陰離子受體，化合物35（圖9），研究了化合物光學(xué)性質(zhì)受陰離子的影響.只有當(dāng)加入氟離子時(shí)，受體的顏色從無色變?yōu)辄S色，熒光顏色變成淺綠色.隨著加入堿性的氟離子使得酚羥基變?yōu)榉迂?fù)離子，給體的給電子能力增強(qiáng)，電荷轉(zhuǎn)移程度增大，紫外光譜呈現(xiàn)紅移，電荷從富電子的氫氧根基團(tuán)轉(zhuǎn)移到缺電子的二腈基乙烯基一側(cè).化合物35對(duì)F-表現(xiàn)出極大的選擇性，絡(luò)合常數(shù)K1=21721.

圖9 化合物35的結(jié)構(gòu)

由于2，1，3-苯并硒二唑（BSE）具有強(qiáng)且穩(wěn)定的熒光性質(zhì)以及良好的電子受體性質(zhì)，在共軛結(jié)構(gòu)的熒光傳感器的應(yīng)用方面占據(jù)很重要的地位.Hua-yue Wu等[27]在BSE骨架上通過乙炔基連接不同基團(tuán)合成了一系列D--A結(jié)構(gòu)的化合物36-44（圖10）.系統(tǒng)的研究了結(jié)構(gòu)-性質(zhì)的關(guān)系以及化合物在熒光傳感器的應(yīng)用.化合物38由于含有甲氧基團(tuán)表現(xiàn)出明顯的溶劑化顯色，且對(duì)Hg2+有很高的靈敏度和選擇性，當(dāng)Hg2+濃度達(dá)到4.0×10-5mol/L時(shí)，化合物38的熒光淬滅達(dá)到94%.這種淬滅可能是來自于光誘導(dǎo)分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移.

圖10 化合物36-44的結(jié)構(gòu)

D-A分子不僅可應(yīng)用于離子傳感器，還可以應(yīng)用于濕度傳感器.Abdullah G.Al-Sehemi等[28]設(shè)計(jì)合成了D--A結(jié)構(gòu)的化合物45，基于它的介電常數(shù)隨濕度的變化關(guān)系，制成了電容型濕度傳感器（Al/化合物45/Al）（圖11）.傳感器對(duì)濕度的響應(yīng)受輸入交流電的工作頻率影響.當(dāng)工作頻率為100 Hz時(shí)，電容量隨著相關(guān)濕度的增加而明顯增加，也就是對(duì)濕度的響應(yīng)最為靈敏，最大靈敏度為75 fF/%RH（電容/相對(duì)濕度）.導(dǎo)致電容量變化的原因可能是水和有機(jī)傳感薄膜的電解質(zhì)常數(shù)的差異.

1.4 有機(jī)發(fā)光二極管

有機(jī)發(fā)光二極管（OLEDs）一種理想的平面光源，具有高對(duì)比度，大面積成膜，功耗低，響應(yīng)速度快，發(fā)光效率高等優(yōu)點(diǎn)，在節(jié)能環(huán)保型照明領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景[29-31].OLEDs通常包括空穴傳輸層、發(fā)光層與電子傳輸層.D-A分子作為發(fā)光層有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，一方面，D-A分子中的空穴移動(dòng)性比單一的空穴傳輸層略低，有利于層內(nèi)激子的形成.另一方面，D-A分子低的LUMO能級(jí)有利于捕獲從陰極釋放的電子，從而提高性能.許多自發(fā)光化合物如蒽、芘、芴、三苯胺等都有良好的OLEDs發(fā)光效率.分子共平面性對(duì)電子離域和電致發(fā)光效率有重要影響，而非平面結(jié)構(gòu)可以增大空間位阻從而減小固態(tài)的分子聚集增加電致發(fā)光效率[32-35].因此，分子共平面性和扭轉(zhuǎn)的平衡對(duì)電致發(fā)光至關(guān)重要.科學(xué)家研究了分子共軛平面，取代基類型等對(duì)OLEDs發(fā)光效率的影響，同時(shí)，在減小衰變率方面也做了許多研究.

圖11 化合物45的結(jié)構(gòu)和電容型濕度傳感器裝置

強(qiáng)電子給體三苯胺有獨(dú)特的類螺旋結(jié)構(gòu)，它的扭轉(zhuǎn)可減小分子間的-堆積作用和增加熒光效率.Qi-chun Zhang等[36]合成了一系列由三苯胺給體和吡嗪受體組成的D-A化合物（圖12）.并研究了不同類型的取代基團(tuán)對(duì)其OLEDs外量子效率（EQE）的影響.由化合物46-48組成的器件均有較大的開啟電壓，分別為3.6 V，3.3 V和3.6 V，含中性電子受體吡啶基的化合物46摻雜濃度在低于10%時(shí)取得最大EQE為7.37%.

圖12 化合物46-48的結(jié)構(gòu)

圖13 化合物49-51的結(jié)構(gòu)

1.5 生物成像

基于熒光小分子探針的光學(xué)生物成像是研究生物進(jìn)程的重要工具.在活細(xì)胞或組織中小分子探針具有高靈敏度，實(shí)時(shí)空間成像，無損傷探測(cè)目標(biāo)物等優(yōu)點(diǎn)[40-41].典型的分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移熒光分子探針是由熒光團(tuán)和與其相連的D與A構(gòu)成，其中D、A又充當(dāng)識(shí)別基團(tuán)或識(shí)別基團(tuán)的一部分.當(dāng)識(shí)別基團(tuán)與客體結(jié)合后，分子內(nèi)發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致熒光光譜發(fā)生變化，主要表現(xiàn)為熒光光譜紅移或藍(lán)移.雙光子顯微技術(shù)克服了單光子探針激發(fā)波長短（＜500 nm）易導(dǎo)致光漂白現(xiàn)象的缺陷，因此更適合用于生物標(biāo)記，因而得到廣泛的應(yīng)用[42].D-A型分子可通過設(shè)計(jì)合理的D和A調(diào)節(jié)分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移強(qiáng)度，從而有效的提高雙光子吸收（TPA）截面值[43-45].許多科學(xué)家為了標(biāo)記生物體內(nèi)離子、氣體以及細(xì)胞組分和細(xì)胞器設(shè)計(jì)合成了不同分子構(gòu)型的小分子探針.

圖14 化合物52、52·Zn2+的雙光子響應(yīng)示意圖

Zn2+在基因表達(dá)、細(xì)胞凋亡等生物功能方面扮演著重要的角色，設(shè)計(jì)對(duì)鋅離子具有高度選擇性熒光探針一直是許多科學(xué)家的首要任務(wù).Ayyappanpillai Ajayaghosh等[46]設(shè)計(jì)了咔唑基的D--A--D型高雙光子活性截面值的比率計(jì)探針，化合物52（圖14），在側(cè)鏈引入氧乙烯可提高它的水溶性和細(xì)胞滲透性，有利于其在活體細(xì)胞中與自由Zn2+結(jié)合成像.化合物52探針與鋅離子結(jié)合后雙光子吸收（TPA）截面值（δ）增加了13倍，達(dá)到1433 GM；雙光子激發(fā)熒光亮度（δφ）增加了9倍，達(dá)到860GM.化合物52好的細(xì)胞滲透，高的熒光量子產(chǎn)率，大的TPA截面值和高的雙光子熒光亮度有利于鋅自由離子在活體細(xì)胞中的雙光子成像，從而根據(jù)鋅離子在細(xì)胞中的變化跟蹤代謝紊亂.

H2S是繼NO和CO之后的第三個(gè)生物體內(nèi)生的信號(hào)氣體.H2S遍布在血管成形、血管擴(kuò)張等各種生理學(xué)進(jìn)程中.Wei-hong Tan等[47]以D--A結(jié)構(gòu)的萘衍生物作為雙光子熒光團(tuán)，以疊氮化物基團(tuán)為H2S的識(shí)別單元，設(shè)計(jì)合成了檢測(cè)H2S的生物探針，化合物53（圖15）.這種探針有非常低的背景熒光，對(duì)H2S有高的檢測(cè)靈敏度，當(dāng)遇到H2S時(shí)，單光子激發(fā)和雙光子激發(fā)都會(huì)顯著增強(qiáng)熒光，檢測(cè)下限為20 nM，是目前已報(bào)道雙光子探針中檢測(cè)下限最低的.在生物活體細(xì)胞中，對(duì)H2S雙光子成像同樣表現(xiàn)出高度的靈敏性.

有機(jī)小分子生物探針，不但應(yīng)對(duì)復(fù)雜生物體內(nèi)具體刺激能顯示精確響應(yīng)，而且應(yīng)具有化學(xué)、光物理穩(wěn)定性和生物相容性.Brenno A.D.Neto等[48]通過偶聯(lián)反應(yīng)以光化學(xué)穩(wěn)定的2，1，3-苯并噻二唑（BTD）為原料設(shè)計(jì)合成了化合物53（圖16）.它具有高度的穩(wěn)定性，能夠穿過細(xì)胞壁進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，但不進(jìn)入細(xì)胞核，可與商業(yè)化細(xì)胞核染色劑共同使用標(biāo)記不同的細(xì)胞器.

圖15 化合物53對(duì)H2S的響應(yīng)機(jī)理圖

圖16 化合物54的結(jié)構(gòu)

2 結(jié)論

本文簡(jiǎn)要介紹了有機(jī)分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移（ICT）化合物的性質(zhì)以及在非線性光學(xué)、太陽能電池、有機(jī)分子傳感器、有機(jī)發(fā)光二極管和生物成像這幾個(gè)不同領(lǐng)域的應(yīng)用.其在這些方面的應(yīng)用主要受取代基類型、鍵的組成與長度、電荷轉(zhuǎn)移強(qiáng)弱和分子結(jié)構(gòu)等因素的影響.另外，分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移化合物在生物成像和有機(jī)分子傳感器方面的應(yīng)用還受識(shí)別基團(tuán)的影響.如何更合理的設(shè)計(jì)分子結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步揭示分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系，以實(shí)現(xiàn)功能化為導(dǎo)向的分子設(shè)計(jì)，依然是當(dāng)前材料科學(xué)的研究熱點(diǎn).

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Advances in Applications of Organic Intramolecular Charge-transfer Compounds

CAO Liu,XU Liang,LU Fushen
（Department of Chemistry,Science College,Shantou University,Shantou 515063,Guangdong,China）

Organic intramolecular charge-transfer（ICT）compounds have unique optoelectronic properties,such as fine control of molecular energy level and photoinduced energy-transfer,etc.The design,synthesis and application of these compounds have become a focus of material science.The concept and properties of intramolecular charge-transfer compounds are discussed.In addition,the applications in nonlinear optics,organic solar cells,organic molecular sensors, organic light-emitting diodes and biological imaging are reviewed.

charge-transfer;nonlinear optics;solar cells;sensors;organic light-emitting diodes; biological imaging

O 625

A

1001-4217（2017）01-0003-12

2016-07-02

許良（1987—），男（漢族），陜西漢中人，講師.研究方向：有機(jī)非線性光學(xué)材料.E-mail：xuliang@stu.edu.cn

廣東省高校青年創(chuàng)新人才項(xiàng)目（2015KQNCX042）；汕頭大學(xué)青年科研基金項(xiàng)目（YR15001）；汕頭大學(xué)科研啟動(dòng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目（NTF15005）.