众所周知，大自然具有将相对简单的分子前体组装成非常复杂的生物分子的能力，这对 生命过程至关重要。自然的构建块在配置中具有特定功能，允许他们以特定的方式相互交互， 这对生物体至关重要。事实上，生活中存在的物质很大程度上都依赖于这些现象。比较有代 表性的例子如蛋白质折叠，核酸组装等——自然利用各种弱非共价相互作用。上述结构为寻 求利用“弱相互作用”的化学家们提供了灵感。论文网

20 世纪 60 年代初，Pedersen,[1] Lehn,[2] and Cram[3]等发现了“冠醚”和“穴居”导致认 识到小的互补分子可以通过非共价键相互作用，如氢键，范德华力，电荷-电荷，给体-受体， π-π等。因此，可以像编程一样可以设计大分子，这种“编程”分子可以通过确定的“算 法”利用这些相互作用力来自组装成具有与之前分子不同的物理化学性质的大分子，而这整 个“系统”的设计使得自组装过程在动力学上是可逆的，通过调节各个反应参数，可以将反 应转移到期望的产物，因此，相比于传统的逐步合成方法，自组装具有明显的优点。在组装 过程中使用的相互作用的基础上，超分子化学可以大致分为三个主要分支：1、在超分子结 构中利用 H 键基序; 2、主要使用其他非共价相互作用的过程，例如离子，离子偶极子，π- π层叠，范德华力和疏水相互作用; 3、那些采用强而有方向性的金属配体键用于组装过程。 然而，随着所需分子的分子量大小和复杂程度的增加，小分子单元组装成大的离散型超分子 逐渐变得越来越困难。一定程度上是由于无法完全控制上述前两个分类中分子设计的方向 性。为此，本论文主要目的是通过分子设计引入具有 AIE 效应的四苯基乙烯荧光团，以三

联吡啶与金属离子的金属配位作用和冠醚基团与二级铵盐之间的主客体相互作用为驱动力， 来研究功能化的超分子聚合物材料[4-6]。

超分子化学的广度每年随着众多独特的超分子的合成而逐渐增加。2001 年，唐本忠等[7] 通过合成出具有聚集诱导荧光效应（Aggregation-induced emission，AIE）的四苯基乙烯并解 释了发光机理：由于分子内旋转受阻而导致 AIE，即当分子与分子的规整聚集增强彼此之间 相互作用的时候，限制了芳环的内旋转，从而降低了非辐射能量转移，使得荧光发射得以增 强[8]。在唐本忠等发现这一效应之前传统的发光材料在溶液状态下能发出强烈的荧光，而在 聚集态或者薄膜状态下荧光减弱甚至猝灭，即聚集导致荧光猝灭（Aggregation-caused quenching，ACQ），这大大限制了此类荧光基团的应用。

1。1。2 具有 AIE 效应的四苯基乙烯衍生物在荧光探针方面的应用

早期，AIE 材料应用于荧光探针的领域主要是过渡金属离子的检测。工业污染导致大 量的水资源被破坏，过度地开发和不合理地开采矿石资源造成了重金属污染日益严重，尤其 是重金属。在开采过程中，往往由于技术手段的落后以及处理过程中的不合理操作，往往致 使大量金属离子的外泄流入自然界，进而通过食物链的富集在生物体的体内进行累积，严重 影响生态系统的平衡。人类作为食物链顶端的生物，更是重金属污染的最大受害者之一。因 此，开发出一种高效便捷的金属探测手段，是目前众多科研工作者的亟待解决的任务。金属 荧光探针以其特有的优势走入了科学家们的视野中。文献综述

Hong 等[9]通过 Suzuki 反应制备了两种以四苯基乙烯为中心核，两端连有苯基三联吡啶 的衍生物 5 和 6（图 1。6）。如图 1。7 所示，这两种 TPE 衍生物在溶液状态下是没有荧光的， 只有当溶液中加入锌离子发生了聚集形成线型超分子聚合物 7 后，才会出现明显的荧光现 象。此外，该衍生物荧光强度同样也受到 pH 的调控，随着 pH 的降低（即溶液介质酸性变 强）而下降（图 1。8），这说明溶液中的质子化作用会导致该四苯基乙烯衍生物的荧光猝灭。 而当溶液中有金属锌离子时，在紫外灯照射下，溶液的颜色从蓝绿色转变为黄色。但当与其 他金属离子络合时，则无明显的荧光现象（图 1。7）。分别对化合物 5 和 6 与各种不同金属 离子混合后体系进行荧光检测，发现只有与金属锌离子络合后，荧光强度会有明显的增强， 并且最大发射波长发生明显红移（图 1。9）。因此，该超分子聚合物可以用来作为金属锌离 子的荧光探针。更为有趣的是，向化合物 6 的溶液中加入各种不同的金属离子络合后，只有