荧光双二氢吡啶杂合分子的设计合成与氧化还原特性研究

研究人员针对荧光分子设计与功能调控的科学问题，通过多组分Hantzsch酯合成与叠氮-炔烃环加成反应，成功构建了8种含三唑连接臂的对称/非对称双二氢吡啶杂合分子(DHP–DHP)。该研究系统表征了其稳态/时间分辨荧光特性，结合密度泛函理论(DFT)计算揭示了结构-性能关系，并首次报道了该系列化合物的氧化还原性质，为新型功能材料开发提供了新思路。

　　

在功能分子材料领域，二氢吡啶(DHP)衍生物因其独特的电子结构和光学特性备受关注。然而传统DHP分子存在荧光效率低、结构修饰受限等问题，特别是双DHP体系的非对映选择性合成与性能调控仍是重大挑战。同时，这类化合物的氧化还原特性与发光机制的关联研究尚属空白。

为解决上述问题，某研究团队在《European Journal of Organic Chemistry》发表了创新性成果。他们采用"多组分Hantzsch酯合成+点击化学"的策略，首次构建了以不可烯醇化三唑为连接臂的bis-DHP杂合体系。通过精确控制反应序列，成功获得8种结构可调的DHP–DHP分子，包括对称型和不对称型两类结构。

关键技术包括：(1)多组分Hantzsch反应构建DHP核心；(2)Cu催化叠氮-炔烃环加成(click chemistry)形成三唑连接体；(3)稳态/瞬态荧光光谱分析；(4)循环伏安法测定氧化还原电位；(5)密度泛函理论(DFT)计算分子轨道能级。

【分子设计与合成】
通过三步反应路线，先利用Hantzsch反应制备炔基/叠氮修饰的DHP单体，再经CuAAC反应高效构建三唑桥联的bis-DHP体系。X射线衍射证实三唑连接体有效阻断了分子内质子转移，解决了传统DHP易烯醇化的难题。

【光物理性质】
稳态荧光显示所有化合物均呈现400-550 nm发射，量子产率达0.15-0.38。时间分辨荧光揭示三唑连接方式显著影响激发态寿命(2.1-4.8 ns)，不对称结构表现出双指数衰减特性。DFT计算表明HOMO-LUMO能隙与实验值吻合良好。

【电化学特性】
首次测得该系列化合物的氧化电位为+0.82至+1.05 V(vs. SCE)，还原电位为-1.12至-1.35 V，证实三唑 linker 可有效调控DHP单元的电子耦合程度。

该研究开创性地建立了bis-DHP分子的模块化合成方法学，阐明三唑连接体对光电性能的调控规律。所发现的"结构-荧光-氧化还原"协同效应，不仅为开发新型荧光探针提供了设计模板，其独特的氧化还原活性更在有机电子器件领域展现出应用潜力。特别是不可烯醇化的结构特征，解决了传统DHP衍生物在生理环境下不稳定的瓶颈问题，为生物成像试剂开发奠定了基础。