新型联苯衍生物光谱探针的合成及溶剂化显色效应研究

本研究针对环境敏感型光谱探针的设计需求，通过两步合成法制备了四种含强给电子二甲氨基和吸电子氰基的新型联苯衍生物。研究人员采用1H/13C/15N NMR和色谱技术表征结构，系统考察了七种溶剂中的光物理行为，为开发D-A型（Donor-Acceptor）溶剂化显色探针提供了新思路。

　　

在环境监测和生物传感领域，如何实时检测溶剂特性（如极性、粘度、pH等）一直是科学界的难题。传统光谱探针往往存在响应灵敏度不足或结构稳定性差等问题，特别是对于金属离子检测和微环境变化的动态监测需求。近年来，具有显著红边效应（red-edge effect）的D-A（给体-受体）型分子因其独特的光物理性质备受关注，但分子构象易受溶剂影响导致信号波动的问题尚未解决。

研究人员基于前期发现的5-(4-氨基苯基)-3-氨基-2,4-二氰基苯甲酸乙酯分子，通过引入甲基取代基强制扭转分子构象，设计出具有刚性结构的联苯衍生物。采用改进的Milard-Sepio?法进行两步合成：首先通过Knoevenagel缩合反应以93-96%收率获得苯亚甲基丙二腈中间体（2a-d），随后构建含强给电子二甲氨基（位于第一个苯环对位）和吸电子氰基（位于第二个苯环）的最终产物。结构经¹H NMR（400 MHz）、¹³C NMR（100 MHz）和HMBC（异核多键相关）谱验证，纯度通过色谱法确认。

【Results and Discussion】
光物理性质研究表明，目标化合物在七种溶剂中表现出显著的溶剂化显色效应（solvatochromism）。量子化学计算揭示，二甲氨基与芳香环的扭转构象降低了基态能垒，使分子对环境极性变化更为敏感。电化学测试显示HOMO-LUMO能隙与溶剂极性呈线性相关，证实D-A结构的电荷转移特性。

【Materials and Methods】
实验使用Bruker Ascent? 400核磁共振仪（DMSO-d₆为溶剂）和Vector 22红外光谱仪完成表征。通过比较不同溶剂中的吸收/发射光谱位移，量化了溶剂极性参数（Δf）与光谱移动的相关性。

【Conclusions】
该研究成功合成了三种新型联苯光谱探针，其独特的空间位阻设计有效稳定了激发态构象。光谱数据表明，甲基取代策略显著增强了溶剂极性响应灵敏度，为开发新一代环境响应型探针提供了分子设计范式。相关成果发表于《Dyes and Pigments》，对生物成像、环境监测及光电材料开发具有重要参考价值。