基于β--烷基修饰卟啉单元的二噻吩乙烯化合物的合成与性能研究

摘要

近年来，二噻吩乙烯以其优异的热稳定性以及抗疲劳性而被研究者们认为是最有可能在实际生活中应用的一种有机光存储材料，但实现其工业化应用所面临的首要问题就是实现信息的无损读取。目前，大多采用引入荧光基团并利用荧光调控的方法，且研究最多的荧光中心即为四苯基卟啉，通过对其改性与二噻吩乙烯偶联或利用金属配位的方式，合成方法且产物形式较为单一。联想到二吡咯甲烷类化合物是合成卟啉类化合物的核心单元和主要起始原料，本论文设计了以二吡咯甲烷与含醛基的二噻乙烯化合物缩合来合成目标可荧光调控的光致变色分子的方法，并对其性能进行了初步的测试分析。具体研究内容如下: (1)以2-甲基噻吩与对碘苯甲醛为原料，通过傅克-酰基化、McMurry交叉偶联、Suzuki偶联等反应，设计合成了三种不同的二噻吩乙烯类化合物，并初步探究了它们的光致变色性能，探讨影响因素。 (2)以乙酰乙酸乙酯和乙酰丙酮为原料，经多步反应合成中间体3，3'-二甲基-4，4'-二乙基二吡咯，使其与不同取代芳醛缩合，得一系列卟啉化合物16a-16d，并对反应条件进行探索优化，分析芳醛取代基效应对总收率的影响结果。 (3)以3，3'-二甲基4，4'-二乙基二吡咯与1-(5-氯-2-甲基-3-噻吩基)-2-[5-(4-醛基苯基)-2-甲基-3-噻吩基]-环戊烯为原料，经缩合反应获得目标化合物1-(2-甲基-3-噻吩基)-2-[2-甲基-5-(3，7，13，17-四甲基-2，8，12，18-四乙基-15-对碘苯卟啉基苯基)-3-噻吩基]环戊烯，并优化反应路线。 (4)结合紫外-可见吸收光谱及荧光光谱初步分析目标化合物的性能，并结合MnTPP-PyDTE及TPP-CONH-DTE的对比数据，衡量此化合物的优劣性。

目录

声明

摘要

注释表

1绪论

1．1有机光致变色化合物的概述

1．1．1光致变色的概念

1．1．2有机光致变色化合物的分类

1．1．3光致变色材料的存储原理

1．2二芳基乙烯类化合物的研究进展

1．2．1二芳基乙烯类化合物的结构与性质

1．2．2二噻吩乙烯类化合物的合成

1．2．3光致变色性能评价参数

1．2．4荧光性质

1．2．5二芳基乙烯的应用

1．3二吡咯甲烷及卟啉类化合物

1．3．1二吡咯甲烷类化合物研究进展

1．3．2卟啉化合物的研究进展

1．4本论文的研究目的及意义

1．5本论文的研究内容

2二噻吩乙烯类衍生物的合成及性能研究

2．1主要实验仪器与试剂

2．2合成路线

2．3实验步骤

2．4结果与讨论

2．4．1分子设计与合成讨论

2．4．2光致变色性能的研宄

2．5本章小结

3二吡咯甲烷及卟啉的合成与表征

3．1实验仪器与试剂

3．2合成路线

3．3二吡咯甲烷的制备

3．3．3 2-乙酯基-3-甲基-4-乙基-5-乙酰氧基甲基吡咯(11)的合成

3．4卟啉化合物16a-16d的制备

3．5结果与讨论

3．6本章小结

4 β-位烷基修饰卟啉-二噻吩乙烯光致变色化合物的合成与性能研究

4．1主要实验仪器与试剂

4．2合成路线设计

4．3实验进程

4．3．2二吡咯甲烷与含醛基二噻吩乙烯缩合(合成路线二)

4．4．4抗疲劳性能

4．4．5热稳定性能

4．4．6无损读取模型的建立

4．5光致变色性能的影响因素

4．5．1溶剂效应

4．5．2 pH效应

4．6 β-位烷基修饰卟啉与四苯基卟啉为荧光中心的光致变色化合物性能对比

4．6．1热稳定性

4．6．2紫外-可见光谱

4．6．3荧光光谱

4．7本章小结

5结论与展望

5．1主要结论

5．2本论文的创新点

5．3展望

致谢

参考文献

附录