有机N-π电荷转移复合物的研究

摘要

芳胺类化合物是一类特殊的电子给体，它既可以作为π电子给体，又因为氨基的氮原子上带有孤对电子，又可作为n电子给体，但是由于氮原子上孤对电子占据的轨道可与苯环的π电子轨道共轭，所以并不能将其简单地归类于n电子给体或π电子给体。本文通过溶液法以及研磨法制备了几种以芳胺为电子给体的电荷转移共晶，并探索其晶体结构、堆积方式以及相互作用、热力学等性质。主要内容包括以下几个方面:
　　(1)合成了一种典型的π电子受体，即1，2，4，5-四氰基苯(TCNB)，分别以邻苯二胺、联苯胺、α-萘胺为电子给体，TCNB为电子受体，通过溶剂挥发法制备了三种电荷转移共晶，单晶X射线衍射分析表明，共晶1和共晶2中TCNB均通过电荷转移作用与给体分子采取面对面π-π堆积的模式，但是在共晶2中，除了π-π相互作用，还存在一部分氮原子上孤对电子与TCNB苯环之间的n-π相互作用，此外，三种共晶的固体紫外漫反射光谱的较大波长范围内均出现了新的宽吸收带，表明电荷转移复合物的形成。
　　(2)通过Hirshfeld表面分析及其2D指纹图对共晶1和共晶2中的相互作用作了进一步的分析，结果显示，共晶1和共晶2中最主要的相互作用均为N-H…N氢键相互作用，在共晶各组分的Hirshfeld表面都表现为明显的红色区域，C…C相互作用也占Hirshfeld表面中的相当一部分，主要表示π-π相互作用。此外，共晶2中还存在明显的N…C相互作用，表明存在一部分n-π相互作用。
　　(3)通过机械研磨法制备了以上三种共晶，PXRD分析表明，通过滴加乙腈研磨同样能够得到共晶1-3。除此之外，选择了另一种常见的π电子受体，即四氯对苯醌(TCQ)，将TCQ分别与邻苯二胺、联苯胺以及α-萘胺按照1∶1的比例进行研磨，并对研磨产物进行PXRD、红外以及固体紫外分析，证明了电荷转移复合物的形成。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 电荷转移复合物简介

1．1．1 电荷转移复合物的机理

1．1．2 电荷转移复合物的分类

1．1．3 电荷转移复合物形成的的影响因素

1．2 有机电荷转移复合物的制备及研究方法

1．2．1 溶液中有机电荷转移复合物的研究方法

1．2．2 固态有机电荷转移复合物的制备

1．2．3 固态有机电荷转移复合物的研究方法

1．3 有机π-π电荷转移复合物的性质和应用

1．3．1 导电性

1．3．2 发光材料

1．4 有机n-π电荷转移复合物的性质和应用

1．4．1 定量分析

1．4．2 磁性材料

1．5 本文的研究思想及内容

第二章 溶液法制备电荷转移共晶及其表征

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验仪器与试剂

2．2．2 电子受体1，2,4，5-四氰基苯(TCNB)的合成

2．2．3 1，2，4，5-四氰基苯(TCNB)的表征

2．2．4 电荷转移共晶的制备

2．3 结构与讨论

2．3．1 单晶结构测试与分析

2．3．2 粉末X射线衍射(PXRD)

2．3．3 固体紫外漫反射光谱

2．3．4 核磁共振波谱

2．3．5 红外光谱

2．3．6 拉曼光谱

2．3．7 热分析

2．4 本章小结

第三章 电荷转移共晶的Hirshfeld表面分析

3．1 引言

3．2 共晶1的Hirshfeld表面分析

3．3 共晶2的Hirshfeld表面分析

第四章 研磨法制备电荷转移共晶

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 实验试剂与仪器

4．2．2 电荷转移共晶的制备

4．3 结果分析与讨论

4．3．1 形貌

4．3．2 粉末X射线衍射(PXRD)

4．3．3 红外光谱

4．3．4 固体紫外漫反射光谱

4．4 本章小结

第五章 总结与展望

硕士期间研究成果

致谢

参考文献