压致荧光变色(Mechanofluorochromic, MFC)材料是一类“智能”荧光材料，其在外在压力的刺激下能发生固态荧光颜色的转变，并且这种荧光变色可以通过另外一种或多种刺激方式，如温度、有机溶剂气体等得以恢复，这一特性使其在荧光传感器、信息存储、安全油墨、商品防伪和发光器件等领域有着重要的应用前景，近年来受到了研究者的极大关注。这类材料的MFC特性大多数源自它们的分子在外在压力刺激下堆积模式的变化。由于分子的堆积模式与分子构象以及分子间的相互作用密切相关，这使得研究者可以通过对特定的荧光团进行适当的结构修饰以获得可变的堆积方式。因此，相对清晰的分子结构与 MFC性质之间的关系对人们利用传统的有机荧光分子骨架来构建有效MFC材料至关重要。
Scheme 1
我院吴华悦教授、黄小波副教授课题组近年来一直致力于具MFC性质的有机分子的设计、合成及其结构与活性之间的关系。该课题组以4H-吡喃和1,4-二氢吡啶这两类常见的荧光结构单元为基础，通过对其结构进行适当的修饰，发展了一系列具有高对比度的MFC荧光分子，在J. Mater. Chem. C, J. Phys. Chem. C, Dyes Pigm.和RSC Adv. 等期刊上发表SCI论文多篇 (Scheme 1)。该课题组2016年在J. Mater. Chem. C上报道了基于带有不同烷基长链的茚-1,3-二酮亚甲基-1,4-二氢吡啶和4-甲基苯构建的D-π-A类聚集诱导发光型MFC材料的工作 (Figure 1，J. Mater. Chem. C 2016, 4, 5970)，此工作是该期刊2016年度被引用次数最多的原创性论文之一。另外，该课题组2017年报道了含有米氏酸和N,N-二甲基苯胺结构单元的1,4-二氢吡啶类荧光分子，发现其同时具有聚集诱导发光(AIE)、MFC、热致变色和气致变色性质，此工作被J. Mater. Chem. C期刊选为Back cover论文 (Figure 2，J. Mater. Chem. C 2017, 5, 9264)。
Figure 1
Figure 2
在前期工作的基础上，该课题组应邀在J. Mater. Chem. C期刊发表了题为“Effective structural modification of traditional fluorophores to obtain organic mechanofluorochromic molecules”的综述评论文章 (Figure 3，J. Mater. Chem. C, 2018, 6, 5075)。在人们研究MFC材料的进程之中，虽然具有新颖结构荧光分子的构建和对传统荧光分子骨架的结构改造都是获得MFC材料重要的方式，但后者看起来更加简单和有效，因为具有新颖结构的MFC分子大都是通过随机筛选的方式或意外获得的。该综述集中评述了向传统荧光团结构中引入各种取代基(如脂肪链、适当的芳香/杂环基团、氰基、卤素原子、杂原子)和位置异构对有效构建新/高对比度的MFC材料的影响。该评述工作为人们充分利用已有传统荧光分子骨架这一巨大宝库进行设计、合成以获得性能优异的MFC材料提供了可借鉴的思路。
Figure 3
该课题的这一系列研究工作得到了国家自然科学基金项目(No. 21572165, 21472140, 21372177)和浙江省自然科学基金项目(No. LY16B040005)的资金支持。
