新型光功能雜環(huán)化合物的設(shè)計(jì)、合成及性質(zhì).pdf

1、含雜環(huán)的有機(jī)光電功能材料日益引起人們的興趣,這是因?yàn)殡s環(huán)化合物特別是共軛有機(jī)雜環(huán)化合物不僅結(jié)構(gòu)新穎、鍵型各異,而且在化學(xué)傳感器、有機(jī)發(fā)光二極管、非線性光學(xué)、半導(dǎo)體、太陽能電池以及場效應(yīng)管等方面具有十分廣泛的應(yīng)用價(jià)值。因此,本文通過調(diào)研、總結(jié)文獻(xiàn),設(shè)計(jì)合成了含吡啶雜環(huán)的化合物和多咔唑衍生物,并詳細(xì)地研究了它們的線性、非線性光學(xué)性質(zhì),電化學(xué)性質(zhì)和熱穩(wěn)定性。主要研究內(nèi)容如下:
　　1、利用水相或無溶劑的Aldol縮合、Michael加成

2、、Friedel-Crafts、Vismeier和無溶劑Wittig等反應(yīng)合成了一種含2,2′:6,2"-三吡啶結(jié)構(gòu)單元的化合物L(fēng)1,研究了它在化學(xué)傳感器方面的應(yīng)用。在Co2+、Ni2+、Ag+、Na+、Ca2+、Mg2+、K+、Cd2+、Cr3+、Cu2+、Pb2+和Zn2+存在的情況下L1對Fe2+和Fe3+有較高的靈敏性和選擇性。當(dāng)L1遇到水溶液中的Fe2+和Fe3+時(shí)顯紫紅色,且在紫外光譜567 nm處出現(xiàn)一新峰。特別地是該探針

3、可以分別檢測出水溶液中Fe2+和Fe3+的濃度,Fe2+和Fe3+的檢出限分別為1.97×10-7 M、1.67×10-7 M。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,L1是一個(gè)能分別檢測出水溶液中痕量的Fe2+和Fe3+的雙通道離子傳感器。
　　2、使用咔唑作為原料,利用Suzuki、Wittig、Friedel-Crafts等反應(yīng)合成了三種共軛的多咔唑化合物L(fēng)2、L3和L4。用紅外、核磁共振氫譜、核磁共振碳譜等手段對它們的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。分別研究了它們

4、在不同極性溶劑中的紫外吸收譜和單光子熒光譜。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在不同的溶劑中,它們的紫外吸收譜基本沒有太大的變化。在單光子熒光譜中,L2、L3和L4具有比較強(qiáng)的熒光。溶劑極性的變化對L2熒光光譜的影響并不明顯,峰位基本不變。L3和L4隨著溶劑極性的增大出現(xiàn)紅移現(xiàn)象,這種現(xiàn)象可以解釋為分子內(nèi)扭曲電荷轉(zhuǎn)移(TICT,Twisted Internal Charge Transfer)導(dǎo)致的。利用循環(huán)伏安法(CV)研究了DMF溶液中L2、L3和L4

5、的電化學(xué)性質(zhì),并結(jié)合它們的帶隙,分別計(jì)算出了三種化合物的前線軌道能級值。另外還利用TGA測定了這三種化合物的熱穩(wěn)定性,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明它們均具有很好的穩(wěn)定性。
　　3、利用Vilsmeier、Wittig-Horner-Emmons、Sonogashira等反應(yīng)合成了三種含咔唑基的枝狀化合物,用核磁共振氫譜、核磁共振碳譜和質(zhì)譜等手段對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。分別研究了它們在不同極性溶劑中的紫外吸收譜和單光子熒光譜。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:L5、L6在

6、不同極性的溶劑中,吸收峰的位置和峰形變化不大。L7在不同極性的溶劑(除甲醇和乙腈外)中,最大吸收峰的位置隨著溶劑極性的增加略有紅移現(xiàn)象。用熒光參比法得出了三種化合物在不同溶劑中的量子產(chǎn)率。另外研究了它們的雙光子性質(zhì),并采用雙光子誘導(dǎo)熒光法得出了這三種化合物在二氯甲烷中的雙光子吸收截面,其值分別為4、1035、613 GM。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:好的平面性及共軛鏈的長度都是影響雙光子吸收截面的重要因素。利用循環(huán)伏安法(CV)研究了DMF溶液中L5