通过亚乙炔基间隔控制共轭咔唑-四苯乙烯共聚物的 AIE 和 ACQ 性能,Polymer Chemistry

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通过亚乙炔基间隔控制共轭咔唑-四苯乙烯共聚物的 AIE 和 ACQ 性能
Polymer Chemistry ( IF 4.1 ) Pub Date : 2023-04-25 , DOI: 10.1039/d3py00168g
Han Jia ₁ , Ning Xu ₁ , Yoshiki Nagai ₁ , Marina Doi ₂ , Toshiki Sawada ₂ , Takeshi Serizawa ₂ , Shinji Ando ₂ , Satoshi Habuchi ₃ , Tsuyoshi Michinobu ₁

Affiliation

通过将各种 AIE 基因引入聚合物链，聚集诱导发光 (AIE) 聚合物得到了广泛研究。在开发具有优异荧光性能的新型聚合物纳米粒子或聚合物点 (Pdots) 的研究计划中，我们合成了基于咔唑 (Cz) 和一种最常见的 AIEgens，即四苯乙烯 (TPE) 的共轭共聚物。当 Cz 单元通过 Suzuki 偶联与 TPE 直接共聚时，所得聚合物显示出 AIE 特性。然而，当在 Cz 和 TPE 单元之间插入乙炔基间隔物时，共聚物显示出聚集引起的猝灭 (ACQ) 特性。尽管 Cz 单元的连接模式，即 1,8-、2,7- 和 3,6- 取代的 Cz 结构，略微影响了 AIE 或 ACQ 行为的程度，亚乙炔基主要决定了固态的荧光特性。这两个系列共聚物的详细光物理表征表明，非活性 AIE 特性是由亚乙炔基间隔基导致的共轭共聚物的结构扭曲和分子内或分子间相互作用的细微差异引起的。基于 AIE 聚合物的 Pdots 被制造并表现出优异的水分散稳定性，可以潜在地用作生物成像探针。我们的结果揭示了结构-性质关系，并提供了对 AIE 聚合物的新见解。这两个系列共聚物的详细光物理表征表明，非活性 AIE 特性是由亚乙炔基间隔基导致的共轭共聚物的结构扭曲和分子内或分子间相互作用的细微差异引起的。基于 AIE 聚合物的 Pdots 被制造并表现出优异的水分散稳定性，可以潜在地用作生物成像探针。我们的结果揭示了结构-性质关系，并提供了对 AIE 聚合物的新见解。这两个系列共聚物的详细光物理表征表明，非活性 AIE 特性是由乙炔基间隔基导致的共轭共聚物的结构扭曲和分子内或分子间相互作用的细微差异引起的。基于 AIE 聚合物的 Pdots 被制造并表现出优异的水分散稳定性，可以潜在地用作生物成像探针。我们的结果揭示了结构-性质关系，并提供了对 AIE 聚合物的新见解。

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Controlling AIE and ACQ properties of conjugated carbazole-tetraphenylethene copolymers by ethynylene spacer

Aggregation-induced emission (AIE) polymers have been widely investigated by introducing various AIEgens into the polymer chains. In the research program of developing new polymer nanoparticles or polymer dots (Pdots) with excellent fluorescence properties, we synthesized conjugated copolymers based on carbazole (Cz) and one of the most common AIEgens, namely, tetraphenylethene (TPE). When the Cz unit was directly copolymerized with TPE by Suzuki coupling, the resulting polymers showed AIE properties. However, when an ethynylene spacer was inserted between the Cz and TPE units, the copolymers displayed aggregation-caused quenching (ACQ) properties. Although the connectivity patterns of the Cz unit, namely, 1,8-, 2,7-, and 3,6-substituted Cz structures, slightly affected the degree of the AIE or ACQ behavior, the ethynylene spacer mainly determined the fluorescent properties in the solid states. Detailed photophysical characterization of these two series of copolymers suggested that the inactive AIE properties are caused by the subtle difference in the structural twisting and intra- or inter-molecular interactions of the conjugated copolymers resulting from the ethynylene spacers. The AIE polymer-based Pdots were fabricated and exhibited an excellent water-dispersion stability, which can be potentially used as bioimaging probes. Our results revealed structure–property relationships and provided a new insight into the AIE polymers.

更新日期：2023-04-25

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