咔唑修饰富马腈D-π-A-π-D型AIEgen实现高对比度三色力致荧光变色

本文报道了一种具有聚集诱导发光（AIE）特性的D-π-A-π-D型荧光分子Cz-π-FMN-π-Cz，该分子通过巧妙的给体（咔唑）-π桥（联苯）-受体（富马腈）结构设计，实现了各向异性力触发的高对比度黄绿→黄褐→橙红三色荧光转换。研究通过PXRD和DSC技术揭示了力致变色机制，并基于其多重荧光响应特性构建了信息加密系统，为高性能力敏传感器和防伪材料开发提供了新思路。

　　

Highlight

各向异性力触发的高对比度三色荧光分子开关在高性能力依赖型多信号荧光传感器领域极具潜力，但此类智能开关的制备仍面临巨大挑战。本研究巧妙设计并成功合成了一种给体-π-受体-π-给体（D-π-A-π-D）型荧光化合物Cz-π-FMN-π-Cz，其以两个咔唑基团作为给体（Donor），四个联苯基团作为π共轭间隔单元，一个富马腈基团作为受体（Acceptor）。值得注意的是，该发光分子表现出显著的聚集诱导发光（AIE）现象，其原始黄绿色发光粉末样品经轻微研磨后可转变为黄褐色荧光固体。更令人印象深刻的是，轻度研磨产生的黄褐色荧光在重度研磨后可进一步转换为橙红色荧光。通过粉末X射线衍射（PXRD）和差示扫描量热法（DSC）技术，本研究阐明了Cz-π-FMN-π-Cz各向异性力诱导的黄绿→黄褐→橙红三色荧光转换的可能机制。此外，基于Cz-π-FMN-π-Cz力响应双荧光传感特性，研究团队构建了一套信息加密系统。

Experimental

通用方法：除非另有说明，所有操作均在氩气保护下使用标准Schlenk技术进行。起始原料2-(4-溴苯基)乙腈（化合物1）、(4-(9H-咔唑-9-基)苯基)硼酸（化合物3）、四(三苯基膦)钯均购自商业公司（J&K Chemical Ltd., Innochem, Alfa aesar等），直接使用无需纯化。除非另有说明，合成所用溶剂均购自商业供应商并直接使用。

Synthesis

目标化合物Cz-π-FMN-π-Cz通过富马腈与咔唑衍生物之间的 Suzuki 偶联反应合成。详细合成路线见方案1。最终产物通过核磁共振（NMR）和高分辨质谱（HRMS）进行了严格表征（支持信息：图S7–S9）。

AIE characteristic of compound Cz-π-FMN-π-Cz

实现发光分子的高固态发光效率对其实际应用至关重要。我们系统研究了荧光团Cz-π-FMN-π-Cz的AIE特性。

Conclusion

总而言之，我们成功开发了一种D-π-A-π-D型荧光染料Cz-π-FMN-π-Cz，其中两个咔唑单元作为电子给体，四个联苯基团作为π共轭 spacer，一个富马腈部分作为电子受体。所合成的荧光团Cz-π-FMN-π-Cz具有典型的AIE行为，并在聚集态发出强荧光。此外，AIE活性发光体Cz-π-FMN-π-Cz展现出高对比度三色...