摘要：香豆素衍生物均具有苯并吡喃酮结构，其化学性质稳定、荧光量子产率高、stokes位移大、光稳定性好等优点。本文对2种7-氨基香豆素、3种7-羟基香豆素、6种7-羟基香豆素曼尼希碱衍生物以及28种吡喃酮香豆素衍生物进行了荧光性能检测。根据在香豆素苯环和酯环上取代基的类型和位置的结构特点，分类比较了其荧光性质的变化，总结了荧光性质与分子结构之间的关系，为设计、合成、优化、筛选出荧光性能良好的香豆素类化合物提供了数据依据。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
引言 1
1 材料与方法 3
1.1 仪器与试剂 3
1.1.1 仪器 3
1.1.2 试剂 3
1.2 实验方法 3
1.2.1 待测化合物溶液配制 3
1.2.2 参比标准溶液配制 3
1.2.3 紫外及荧光数据测定 3
1.2.4 荧光量子产率的计算 4
2 实验结果 4
2.1 紫外光谱分析 4
2.2 分子荧光光谱分析 6
3 分析与讨论 8
4、 结论 9
4.1 荧光性能分析方法 9
4.2 结构与荧光性能的关系 9
4.3 取代基与荧光性能的关系 9
致谢 9
参考文献 10
香豆素类衍生物的荧光性能检测
引言
引言
荧光是一种光致冷发光现象，其产生的过程如Jablonski 图（图1） 所示[1]。处于基态（S0）的荧光分子电子吸收某种特定波长的入射光（hv，2hv等）后，电子吸收能量从基态跃迁到激发态，高能激发态分子很快以振动驰豫和（VT）和内转化（IC）的方式释放出小部分能量达到单重激发态的最低能级（S1），此过程中振动驰豫和（VT）和内转化（IC）损耗的能量会造成stokes位移，然后通过辐射衰变释放出光子又回复到基态（S0），这时发射的光子称为荧光。而且一旦停止入射光，荧光发射光也立刻停止。而如果受激发分子的电子在激发态时经系间窜越
 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072* 
（ISC）到达三重激发态（T2），再经过振动驰豫（VT）达到三重激发态的最低能级（T1），然后以辐射形式发射光子回到基态，这时发射的光子称为磷光。当入射光停止后，磷光可持续一段时间。此外，激发态的分子能通过键的旋转或者振动，分子碰撞，质子转移（ESIPT）、共振能量转移（EET）、光诱导电子转移（PET）、激基复合物与激基缔合物的形成以及化学反应等多种非辐射衰变（NR）导致激发态荧光团的荧光淬灭[1]。


图1 分子对光的吸收和发射的Jablonski光能耗散图
香豆素衍生物母环均为苯并吡喃酮结构，其化学性质稳定、荧光量子产率高、Stocks位移大、光稳定性好，具有荧光测定的优点[2~4]。有研究表明，当香豆素母环的3位为吸电子基团、并且7位为给电子基团时，可形成“推一拉”电子体系，可适当提高香豆素衍生物的荧光性能[5]。这些香豆素分子可以用于荧光指示剂、荧光材料、激光材料、荧光光增白剂等光学材料[6]。香豆素类荧光传感器对一些重金属离子和一些具有重要生物学意义的过渡金属离子（Cu2+、Zn2+、Fe3+）的识别与检测作用明显。香豆素类化合物多数分子在紫外光或可见光照射下可产生荧光，荧光的强弱和波长的长短与分子中取代基位置和种类有关。
荧光量子产率φf的定义为荧光分子吸收一定波长的光能后所发射的荧光的光子数与所吸收的激发光的光子数的比值，它是衡量一种荧光物质荧光性能强弱的一个最基本的参数，它表示物质将吸收的光能转变成荧光的能力。


由于激发态分子的衰变过程包含辐射跃迁和非辐射跃迁，荧光量子产率φf也可表示为φf=kf/(kf+∑K)。可见荧光量子产率的大小取决于荧光发射过程与非辐射跃迁过程的竞争结果。若非辐射跃迁的速率远小于辐射跃迁的速率，即∑K< 测定荧光量子产率的测定方法大致有相对法和绝对法两种。因为绝对量子产率测定法方法繁琐，而且容易引入误差，因此现在很少采用，而大多采用相对量子产率测定法（又称“参比法”）[7~8]。‘参比法’是通过测量待测物质和参比物质（硫酸奎宁）的稀溶液在同一激发波长下的积分荧光强度和在该波长激发波长的吸光度，然后在考虑溶液的折光率的情况下按公式计算得到待测物质的荧光量子产率：


式中，YU表示待测物质的荧光量子产率，YS表示参比物质的荧光量子产率；FU表示待测物质的积分荧光强度，FS表示参比物质的积分荧光强度；AU表示待测物质在该波长激发光的吸光度，AS表示参比物质在该波长激发光的吸光度；nU表示样品所用溶液的折光率，nS表示参比物质所用的溶液的折光率。
‘参比法’选择某一种荧光物质作参比标样时，应该首先考虑其激发波长是否与所研究的荧光物质的激发波长相近，因为要获得准确的荧光量子产率要求荧光标准物与待测荧光物的激发波长和发射光谱范围均相近。硫酸奎宁由于化学性质稳定、量子产率高且吸收光谱与发射光谱基本不重叠[9]，并且0.1 mol/L奎宁硫酸盐的激发波长为346 nm，它的发射范围在400~600 nm[10]，而香豆素的发射光谱范围在350~500nm，两者相近，故测定香豆素的量子产率可以选用硫酸奎宁作为荧光标准物。
Stokes位移也是衡量荧光物质的一个重要参数，其产生是由于激发态分子在发射荧光之前，很快经历了振动松弛或和内转化的过程而损失部分激发能，致使发射光谱相对于激发光谱有一定的红移；其次，辐射跃迁也可能致使激发态分子衰变到基态的不同振动能级，然后通过振动弛豫和内转化进一步损失振动能量，这也导致了Stokes位移；此外，溶剂效应以及激发态分子所发生的反应，也将进一步加大Stokes位移现象。
本文对39种香豆素类化合物的紫外和荧光性能进行了测定，并对不同基团对化合物的荧光性能的影响进行了对比、分析。其目的是为了判断哪些基团利于荧光的产生，论文数据可为设计、合成、优化、筛选出优异荧光性能的香豆素类化合物提供数据基础。
1 材料与方法
1.1 仪器与试剂
1.1.1 仪器
（1）F4600荧光分光光度计（日立高新技术公司）；
（2）UV1700全波长扫描紫外可见分光光度计（Shimadzu日本岛津）；
（3）BS210S电子天平（北京赛多利斯仪器有限公司）

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