2001年,香港科技大學(xué)唐本忠院士首次提出了“聚集誘導(dǎo)發(fā)光(AIE)”的概念,隨后受到廣泛關(guān)注,現(xiàn)已成為化學(xué)與材料領(lǐng)域熱門前沿之一。相比于結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的噻咯分子,四苯基乙烯(TPE)分子及其衍生物因具有分子結(jié)構(gòu)簡單、易于合成和化學(xué)修飾以及AIE效應(yīng)顯著等特點(diǎn)而成為AIE“明星”分子,得到了廣泛地研究和應(yīng)用。McMurry反應(yīng)和Rathore方法是制備TPE衍生物最常用的兩種方法,但它們都存在明顯的弊端,即合成或后處理步驟復(fù)雜并且對反應(yīng)底物中官能團(tuán)的忍受能力差,在一定程度上限制了由這兩種方法制備出來的TPE類分子的結(jié)構(gòu)和性能。
近年來,華中科技大學(xué)武漢光電研究中心朱明強(qiáng)教授課題組提出并發(fā)展的偕型交叉偶聯(lián)(GCC)反應(yīng)不僅能合成結(jié)構(gòu)相對簡單的TPE衍生物,還能有效地制備各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)且性質(zhì)多樣的四芳基乙烯(TAE)型AIE小分子和聚合物。余琦(共同一作),王亞龍(共同一作),趙鵬舉,范成,李沖博士(通訊作者)和朱明強(qiáng)教授(通訊作者),系統(tǒng)綜述了近年來利用GCC方法合成TAE分子及聚合物的研究進(jìn)展,包括GCC反應(yīng)的介紹、TAE小分子、含TAE結(jié)構(gòu)單元的聚合物及其它們的主要應(yīng)用領(lǐng)域,如熒光成像、生物檢測、化學(xué)傳感和超分辨熒光成像等。
綜述認(rèn)為GCC反應(yīng)是一種高效、簡便、普適的TAE分子的合成方法,相較于其它兩種傳統(tǒng)合成方法,GCC方法具有諸多優(yōu)點(diǎn): (1)合成及后處理步驟簡單;(2)易于合成具有相似結(jié)構(gòu)的分子以便于進(jìn)行結(jié)構(gòu)、性能研究;(3)不僅能合成TPE衍生物,也能合成結(jié)構(gòu)升級版的TAE衍生物;(4)反應(yīng)條件溫和,且分子結(jié)構(gòu)易于進(jìn)行化學(xué)修飾;(5) GCC反應(yīng)是構(gòu)造含有TAE結(jié)構(gòu)單元共軛聚合物的強(qiáng)效方法,等等。作者進(jìn)一步展望了GCC反應(yīng)的巨大應(yīng)用潛力和價(jià)值。未來利用GCC反應(yīng)制備TAE材料的重點(diǎn)可放在以下幾個(gè)方面:(1)水溶性TAE分子在環(huán)境檢測、生物成像、疾病的藥物載體檢測等方面具有巨大的應(yīng)用潛力,因此設(shè)計(jì)合成具有良好水溶性的TAE分子和聚合物具有廣闊的應(yīng)用前景;(2)雜環(huán)結(jié)構(gòu)的引入可能賦予TAE分子新的性質(zhì)和功能,鑒于GCC反應(yīng)的便捷性,可用于合成和研究含雜環(huán)的TAE分子和聚合物;(3)借助GCC反應(yīng)合成具有優(yōu)良加工性能、熱穩(wěn)定性和光電效應(yīng)的AIE共軛聚合物;(4)利用GCC反應(yīng)合成具有大環(huán)結(jié)構(gòu)的TAE分子,探索其在傳感、傳輸和載藥等方面的應(yīng)用;(5)利用GCC反應(yīng)合成帶電荷或酸堿基團(tuán)的TAE衍生物,這些分子可根據(jù)靜電吸附/脫附或者酸堿平衡的機(jī)理與表面帶相反電荷或酸堿基團(tuán)的物質(zhì)發(fā)生動(dòng)態(tài)相互作用,具有作為超分辨成像探針的潛力。作者認(rèn)為GCC反應(yīng)將會為下一代四芳基乙烯型AIE材料創(chuàng)造一個(gè)光明的未來。
該綜述即將發(fā)表于Chinese Journal of Polymer Science 2019年第4期 "AIE Polymer"專輯。
論文鏈接:https://link.springer.com/article/10.1007/s10118-019-2207-2
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