具有机械响应发光的超冷液体β-二酮

摘要： 非晶态染料在剪切诱导下的结晶化是一种有效策略，可在机械扰动后产生更高能量的发射——这在力致响应材料中较为罕见。我们近期报道了一种含3,4,5-三甲氧基取代苯环的β-二酮在空气中熔融冷却后能形成稳定的过冷液体（SCL）相。为调控β-二酮在SCL相中的寿命，我们合成了一系列含3,4,5-三甲氧基取代苯环的染料。通过制备萘基和苯基取代衍生物来调节芳环相互作用从而控制结晶过程，同时引入不同长度的烷氧链以增强范德华作用力促进结晶。结合视频筛选、差示扫描量热法和X射线衍射研究表明：萘基取代衍生物具有更长的熔融态寿命，而延长烷氧链可诱导结晶。对PH、PC1、PC3和PC5单晶分子堆积分析发现，由于邻位甲氧基的空间位阻，三甲氧基取代环中心的对位甲氧基被迫偏离分子平面。SCL稳定性通常与对位甲氧基扭转角相关——扭转角较小的衍生物结晶速率更快。对SCL相施加机械扰动会导致PH、PC1、PC3和NC6衍生物发生剪切诱导结晶，在某些情况下还观察到伴随晶态-非晶态相变的传统力致变色发光现象，表明部分三甲氧基取代β-二酮具有多种力致响应发光类型。