C/C键联1，4-二-(咔唑-9-亚甲基)苯的设计合成及双光子吸收特性的研究

摘要

本文设计合成了一种新的富勒烯衍生物。首先以咔唑为起始原料，通过与1，4-二溴甲基苯反应键联，然后采用Reimer-Tiemann反应1，4-二-(咔唑-9-亚甲基)苯进行甲酰化反应，再用C60键联1，4-二-(咔唑-9-亚甲基)苯醛和C60/C70通过1，3-偶极环加成得到C60键联1，4.二-(咔唑-9-亚甲基)苯基化合物。在1，4-二-(咔唑-9-亚甲基)苯进行甲酰化反应中，根据文献的波谱数据确定了甲酰化的位置，甲酰基在4号位置上。用质谱(MS)、红外光谱(IR)、紫外光谱(UV)和核磁共振氢谱(1H NMR)确定了目标产物的结构，并对目标物的结构波谱数据进行了较详细的解析和讨论。
　　 测定了C60/C70键联1，4-二-(咔唑-9-亚甲基)苯化合物的荧光光谱，结果表明，与1，4-二-(咔唑-9-亚甲基)苯(λmax=386nm)比较，C60键联1，4.二-(咔唑-9-亚甲基)苯(λmax=465nm)的荧光红移79nm，与C70键联1，4-二-(咔唑-9-亚甲基)苯(λmax=500nm)比较，发生了明显的红移，高达114 nm之多。
　　 采用三电极体系研究了C60键联1，4-二-(咔唑-9-亚甲基)苯和C70键联1，4-二-(咔唑-9-亚甲基)苯的电化学行为，结果表明，C70/ C60被1，4-二-(咔唑-9-亚甲基)苯化合物修饰后，还原电位均降低，造成能隙(Eg)降低，且C70衍生物降得更低。
　　 利用钛宝石飞秒脉冲激光作泵浦光源，Z扫描分别测定了C60键联1，4-二-(咔唑-9-亚甲基)苯和C70键联1，4-二-(咔唑-9-亚甲基)苯的双光子吸截面(oTPA)。结果表明，富勒烯C60/C70键联1，4-二-(咔唑-9-亚甲基)苯分子的双光子吸收截面分别为750GM和970GM。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 双光子吸收的研究意义

1.3 有机双光子吸收材料的历史与意义

1.4 双光子吸收的应用

1.4.1 双光子吸收光限幅

1.4.2 双光子泵浦的频率上的转换激光

1.4.3 双光子吸收引发的光聚合进行三维光信息存储和三维微加工

1.4.4 双光子激光扫描共焦显微与成像技术

1.4.5 双光子光动力学治疗

1.5 本论文研究的主要内容

第二章 论文工作设计与实验部分

2.1 前言

2.2 仪器和试剂

2.2.1 仪器

2.2.2 试剂

2.3 实验步骤

2.3.1 1,4-二-(咔唑-9-亚甲基)苯3的合成

2.3.2 化合物4的合成

2.3.3 C60键联1,4-二-(咔唑-9-亚甲基)苯5的合成

2.3.4 C70键联1,4-二-(咔唑-9-亚甲基)苯6的合成

2.4 结果与讨论

2.4.1 1,4-二-(咔唑-9-亚甲基)苯3的合成

2.4.2 化合物4的表征

2.4.3 化合物5和6的表征

第三章 光物理性质

3.1 C60/C70键联 1,4-二-(咔唑-9-亚甲基)苯5和6的紫外分析

3.2 化合物5和6荧光光谱性质的研究

3.3 电化学性质的测量

3.4 化合物5和6的双光子性质

3.5 晶体结构的测定

3.5.1 晶体结构的测定

3.5.2 晶体结构的描述

3.6 本章小结

结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢

附 图