二芳烯化合物性質影響因素的研究.pdf

1、有機光致變色材料在光信息處理系統(tǒng)等技術中具有廣闊的應用前景。在所有的光致變色化合物中，二芳基乙烯化合物由于高效率的光致異構化，開環(huán)態(tài)和閉環(huán)態(tài)具有良好的熱穩(wěn)定性和抗疲勞性，以及可以通過UV-Vis光簡單控制的反應過程等一系列優(yōu)勢，成為了光致變色材料的最佳候選物。在實際應用中材料的熱穩(wěn)定性和抗疲勞特性是兩個最重要的因素。因此，設計具有優(yōu)良性能的新型光致變色化合物二芳基乙烯成為新的研究熱點。
　　該論文以設計合成新型二芳基乙烯光致變色化

2、合物為目標，以芳雜環(huán)效應和取代基效應為研究重點，全面地對二芳基乙烯化合物的光電性質進行了研究并取得了一些有意義的研究成果。本論文所取得的主要研究成果如下：
　　1.本文共設計合成了22種新型的不對稱全氟二芳基乙烯化合物，并且通過核磁、紅外等手段進行了結構鑒定。
　　2.研究了二芳基乙烯化合物在正己烷溶液、PMMA膜片中的光致變色性質，結果表明：化合物在溶液中和PMMA膜片中都具有良好的光致變色性質。研究了二芳基乙烯化合物在溶

3、液和PMMA膜中的熒光特性，結果表明：二芳基乙烯化合物的開環(huán)態(tài)具有較強的熒光，而閉環(huán)態(tài)卻沒有或具有微弱的熒光；在一定濃度范圍內(nèi)，熒光強度伴隨著溶液濃度增加而增強，但當濃度增加到一定程度時，熒光強度逐漸減弱直至淬滅。
　　3.研究了不同的芳雜環(huán)(噻吩、異噁唑、吡咯、苯并呋喃、苯并噻吩、和萘環(huán))對化合物開/閉環(huán)的最大吸收波長、摩爾消光系數(shù)、量子產(chǎn)率、光穩(wěn)態(tài)轉化率都有明顯的影響。首先，單環(huán)異噁唑降低了二芳烯的開/閉環(huán)異構體的摩爾消光系數(shù)

4、、閉環(huán)量子產(chǎn)率和開環(huán)量子產(chǎn)率。連吡咯基團的二芳基乙烯有最大的開環(huán)量子產(chǎn)率。雙噻吩二芳烯具有最大開/閉環(huán)異構體的摩爾消光系數(shù)和閉環(huán)量子產(chǎn)率。稠環(huán)苯并噻吩增大了二芳基乙烯化合物開環(huán)態(tài)最大的摩爾吸光系數(shù)。苯并呋喃能夠增大二芳基乙烯閉環(huán)量子產(chǎn)率，而萘環(huán)能夠增大二芳基乙烯開環(huán)量子產(chǎn)率。
　　4.研究了噻吩5-位取代基的種類對二芳基乙烯化合物的光電性質的影響。在噻吩-異噁唑系列中，化合物的開環(huán)態(tài)/閉環(huán)態(tài)最大吸收波長隨取代基吸電性的增強而逐漸增

5、大；而摩爾消光系數(shù)和開環(huán)量子產(chǎn)率卻隨取代基供電性的增強逐漸減小，但閉環(huán)量子產(chǎn)率不受取代基的影響。而在噻吩-苯并呋喃系列中閉環(huán)態(tài)最大吸收波長隨著取代基的吸電性的增強而逐漸增大；并且摩爾消光系數(shù)也隨取代基供電性的增強逐漸增強。閉環(huán)量子產(chǎn)率隨取代基的吸電性的增強而增大，開環(huán)量子產(chǎn)率隨著取代基的吸電性的增強而降低，噻吩5-位是丙二氰基的DT-18的具有最大的閉環(huán)量子產(chǎn)率(Φo-c=0.30)和最低的開環(huán)量子產(chǎn)率(Φc-o=0.046)。在這兩個

6、系列中噻吩5-位上是供電子取代基時，二芳基乙烯化合物在溶液中具有相對較強的熒光，并表現(xiàn)出良好的熒光開關性質；當噻吩5-位上為強吸電子取代基時，二芳基乙烯化合物則幾乎沒有熒光。噻吩5-位上不同的取代基因供/吸電子能力不同對二芳基乙烯化合物的電化學性質也具有顯著影響，開環(huán)態(tài)的起始氧化電位要大于閉環(huán)態(tài)的氧化電位，除DT-4外。
　　5.研究了取代基位置效應末端苯環(huán)上取代基-Cl原子對噻吩聯(lián)苯系列二芳烯的光電性能的影響。開環(huán)態(tài)和閉環(huán)態(tài)的最

7、大吸收波長，摩爾消光系數(shù)以及閉環(huán)量子產(chǎn)率都隨著氯原子的取代位置不同而有規(guī)律的變化，即鄰位(DT-19)＜間位(DT-20)＜對位(DT-21)。引入氯原子能夠有效的增加二芳烯的閉環(huán)量子產(chǎn)率。對位氯原子取代的二芳烯DT-21的閉環(huán)量子產(chǎn)率(0.49)遠遠大于未取代的二芳烯DT-22(0.26)。并且對熒光性質也有很大的影響，鄰位氯取代的二芳烯可以提高化合物熒光量子產(chǎn)率，但降低了閉環(huán)量子產(chǎn)率。
　　6.研究了部分二芳基乙烯的熱穩(wěn)定性和