《新型染料分子的設計、合成及套用》是依託大連理工大學,由張淑芬擔任醒目負責人的專項基金項目。
基本介紹
- 中文名：新型染料分子的設計、合成及套用
- 依託單位：大連理工大學
- 項目類別：專項基金項目
- 項目負責人：張淑芬
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對染料及相關行業面臨的關鍵科學問題，圍繞新型染料生色發色體系、環境友好紡織染料、數碼噴墨染料、生物螢光染料和螢光探針等，開展以產品高性能和製造技術清潔化為目標的的精細化工產產品工程研究。著力開展新型發色母體結構創新，為行業亟需的長波長螢光染料提供了新的染料母體平台結構和清潔製造過程。拓展染料與纖維間的擴散、吸附上染能力和染料與纖維間化學結合能力的動力學和熱力學進行研究。依據染料分子結構設計理論，研究發色團結構對發色強度、Stoke位移的影響，與被標記生物體的專屬反應基團結構以及螢光標記分子組裝方法，以功能最佳化為結構設計終極目標，為提高標示過程的靈敏度、選擇性和實用化提供平台技術。面向太陽能綜合利用等新興領域，利用染料激發態相關的電子轉移過程驅動化學反應，實現將太陽能光分解水成氫氣和氧氣，開展染料敏化太陽能電池相關的基礎研究和產業化前期探索。
結題摘要
全面完成該項目的研究內容和預期目標。獲得國家自然科學二等獎1項，省部級自然科學一等獎3項；發表學術論文143篇，授權發明專利18項，申請發明專利54項；主辦了3次國際會議、1次雙邊會議、1次全國會議；在重要國際會議上作大會報告4次，主題報告3次，邀請報告38次；培養出站博士後、畢業博士生和碩士生共85人。 在新型染料發色體系創新研究中，以功能最佳化為目標，提高標示過程的靈敏度、選擇性和實用化技術方面取得了系列成果：(1) 開發出靶向到生物大分子環氧化酶-2的單、雙光子螢光染料，起到了點亮腫瘤細胞高爾基體的作用。(2) 創製了五甲川菁染料中位醛基取代物獲得了250 nm以上的假大斯托克斯位移，可作為雙模式粘度探針；(3) 開發出了與DNA結合呈現強烈螢光回響的近紅外螢光染料，組裝成低廉紅色半導體雷射器，可用於活細胞螢光成像及流式技術中。(4) 設計合成出用於羥基自由基（•OH）特異性識別與時間分辨螢光測定的新型Tb3+配合物。(5)完成了基於Eu(III)配合物的NO特異性螢光探針和釕(II)配合物在活細胞及組織中內源性NO時間分辨螢光成像的測定，建立了套用方法。 利用染料激發態相關的電子轉移過程驅動化學反應，實現太陽光分解水成氫氣和氧氣，開展光轉換材料研究： (1) 成功獲得帶有矽醚基團的水氧化催化劑，實現光解水製取氫和氧，得到了當期國際上最高的光電流密度。(2) 開闢了負載分子催化劑實現器件化的新思路，獲得了目前性能最優異的含有分子催化劑的水電解池。 (3) 獲得了長達58.4 s的發光壽命的芘炔RuII化合物Ru-4。(4) 提出不發光的過渡金屬配合物，只要光激發後三重態能得到有效布居，將仍有可能在各個領域得到套用的新概念。(5) 開發了新型橙色磷光材料，獲得了高效率二元白光OLEDs。設計合成了飽和的藍色螢光材料，組合了真正的標準白光。 發展簡便且環境友好的催化反應體系，建立了鈀催化的碳-碳鍵形成等精細化工產品清潔合成技術：(1)在空氣、水/有機溶劑、水為單一介質的鈀催化的Suzuki反應體系，實現聯芳類化合物的簡單、高效製備。(2) 在有氧氣氛中實現了三苯胺類聯芳化合物和芳基取代苯胺類衍生物的高效合成。(3) 開發了合成4-芳基香豆素類化合物的新途徑。(4) 研究了芳基亞磺酸鈉脫SO2與芳基磺酸酯的偶聯反應等，可高收率、高選擇性地獲得目標產物。
