新型光功能雜環(huán)化合物的設計、合成及性質(zhì).pdf

1、含雜環(huán)的有機光電功能材料日益引起人們的興趣,這是因為雜環(huán)化合物特別是共軛有機雜環(huán)化合物不僅結(jié)構新穎、鍵型各異,而且在化學傳感器、有機發(fā)光二極管、非線性光學、半導體、太陽能電池以及場效應管等方面具有十分廣泛的應用價值。因此,本文通過調(diào)研、總結(jié)文獻,設計合成了含吡啶雜環(huán)的化合物和多咔唑衍生物,并詳細地研究了它們的線性、非線性光學性質(zhì),電化學性質(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等反應合成了一種含2,2′:6,2"-三吡啶結(jié)構單元的化合物L1,研究了它在化學傳感器方面的應用。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L1遇到水溶液中的Fe2+和Fe3+時顯紫紅色,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。實驗結(jié)果表明,L1是一個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等反應合成了三種共軛的多咔唑化合物L2、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)構進行了表征。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。實驗結(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、的電化學性質(zhì),并結(jié)合它們的帶隙,分別計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,實驗結(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)構進行了表征。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。實驗結(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。實驗結(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