深红色的咔唑-呋喃腈发光体：其平面性受连接基团影响，且聚集行为会引发发光现象

《Journal of the Chinese Chemical Society》：Deep-red carbazole–furanonitrile emitters with linker-dependent planarity and aggregation-induced emission

深红发光体因强组织渗透性和生物相容性备受关注，但常受偶极子-偶极子淬灭限制。本研究采用聚集诱导发光（AIE）策略，合成了四个D-A型化合物（5a–5d），通过调节π共轭链长度和分子刚性（如 carbazole 的刚性结构），在溶液中最大发射波长达638.4 nm，薄膜中5c达738 nm，显著提升PLQY。单晶分析表明，二面角增大可减少π堆积和分子旋转，其中5a和5c在AIE测试中表现突出。该成果为生物医学和光电子领域的高性能深红AIE发光体设计提供了新策略。

　　

摘要

深红色发光体在生物医学领域受到了广泛关注，因为它们具有很强的组织穿透能力、良好的生物相容性，并且有望促进细胞激活和修复。然而，许多深红色分子由于偶极-偶极淬灭效应，其光致发光量子产率（PLQY）较低，这限制了它们的性能。为了解决这个问题，我们采用了一种聚集诱导发光（AIE）策略，该策略具有高亮度、较大的斯托克斯位移以及抗聚集引起的淬灭（ACQ）能力。我们合成了四种供体-受体（D–A）型化合物（5a–5d），其中咔唑作为电子供体，通过限制键的旋转来增强分子的刚性；2-氧代-4-苯基-2,5-二氢呋喃-3-氰化物作为电子受体，以实现红移发光。这四种化合物的π共轭连接基团不同，从而可以研究分子平面性对光物理性质的影响。在溶液中，它们的最大发光波长分别为535.0 nm、638.4 nm、652.0 nm和643.0 nm；而在薄膜中，5a–5c的发光波长进一步红移至654 nm、699 nm和738 nm。其中，5a在固态下受到紫外光激发时表现出最高的荧光强度。所有化合物在高极性溶剂中都显示出扭曲的分子内电荷转移（TICT）行为，AIE测量结果显示只有5a和5c具有明显的AIE特征。5a和5b的单晶分析表明，AIE活性与咔唑和相邻芳香环之间的二面角有关；较大的二面角会减少聚集时的π–π堆积并限制分子内键的旋转，从而促进AIE效应。这些结果为高性能AIE活性深红色发光体的合理设计提供了宝贵的结构见解，这些发光体可用于生物医学和光电应用。

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。