吡啶-2，6-二甲酸二甲酯为吸电子基的生色团分子的设计合成及性能研究

摘要

有机双光子吸收材料是功能材料领域研究的热点，是由于其可用于双光子显微术，三维信息存储，微结构的加工以及光动力学治疗和激光上转换材料，本文设计和合成以吡啶—2，6-二甲酸二甲酯为吸电子基的D—π—A、A—π—A结构的分子，系统研究其线性和双光子吸收光学性质。 1、首次设计合成了6种未见文献报道的以吡啶—2，6-二甲酸二甲酯为吸电子基的生色团分子，其结构经紫外光谱、红外光谱、核磁共振氢谱及质谱表征。并对中间体醛的合成条件进行了探索，找到了较为合适的合成、分离纯化条件。 2、对目标化合物的线性吸收及单光子荧光性能进行了研究，探讨了不同溶剂对线性吸收及单光子荧光性能的影响及变化规律：极性溶剂使化合物的线性吸收及单光子荧光发射峰红移，极性越强，红移越明显；给电子基团使线性吸收波长及单光子荧光发射峰红移；并对不同的π桥的荧光性能进行了比较，当取代基相同时，以C—N为π桥比C=C的线性吸收红移，但以C=C为π桥比C=N的单光子荧光性能要好。 3、对目标化合物的双光子性能进行对比，发现供电子能力越强基团有利于增大目标化合物的吸收截面，其中B1、B2具有较强的双光子吸收截面，同时具有较强的配位能力。因此，它们将有望成为新型的有机双光子吸收材料。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪 论

1.1非线性光学材料的基本原理及应用

1.1.1非线性光学的概念

1.1.2非线性光学材料的应用

1.2有关双光子吸收材料的概述

1.2.1双光子吸收材料的研究背景

1.2.2双光子吸收的基本机理

1.2.3双光子吸收截面

1.2.4双光子吸收材料的应用

1.3有机双光子吸收材料

1.3.1偶极矩分子

1.3.2八极矩分子

1.3.3中心对称四极矩分子

1.3.4树枝状分子

1.4课题的提出

第二章目标化合物的合成及表征

2.1引言

2.2实验仪器与试剂

2.2.1仪器

2.2.2试剂

2.3中间体的制备

2.3.1吡啶-2，6-二甲酸(A1)的合成

2.3.2吡啶-2，6-二甲酸二甲酯(A2)的合成

2.3.3 4-羟甲基吡啶-2，6-二甲酸二甲酯(A3)的合成

2.3.4 4-羰基吡啶-2，6-二甲酸二甲酯(A4)的合成

2.3.5 4-氯亚甲基吡啶-2，6-二甲酸二甲酯(A5)的合成

2.3.6氯化4-亚甲基三苯基磷基.毗啶-2，6-二甲酸二甲酯(A6)的合成

2.3.7 4-(N，N-二苯胺基)苯甲醇(A8)的合成

2.3.8(4-二苯胺基苄基)三苯基碘化磷(A9)的合成

2.3.9 4-(N，N-二甲基)苯甲醛(A11)的合成

2.3.10 4-(N,N-二甲基)苯甲醇(A12)的合成

2.3.11 (4-N,N-二甲基苄基)三苯基碘化磷(A13)的合成

2.3.12 2-甲基苯并咪唑(A15)的合成

2.3.13 4-N，N二甲氨基苯胺(A16)的合成

2.4目标化合物的合成

2.4.1 4-[4’-(二苯胺基苯乙烯基)]吡啶-2，6-二甲酸二甲酯(B1)的合成

2.4.2 4-[4’-(二甲胺基苯乙烯基)]吡啶-2，6-二甲酸二甲酯(B2)的合成

2.4.3 4-(2’-苯并咪唑)乙烯基吡啶-2，6-二甲酸二甲酯(B3)的合成

2.4.4 4-(4’-甲氧基苯乙烯基)吡啶-2，6-二甲酸二甲酯(B4)的合成

2.4.5 4-(4’-硝基苯乙烯基)吡啶-2，6-二甲酸二甲酯(B5)的合成

2.4.6 4-(4’-N，N-二甲氨基苯胺基甲烯基)吡啶-2，6-二甲酸二甲酯(B6)的合成

2.5结果与讨论

2.5.1 4-羰基吡啶-2，6-二甲酸二甲酯(A4)合成条件的探讨

2.5.2 Wittig 反应

2.6本章小结

第三章目标化合物的线性和双光子吸收光学性质

3.1仪器与双光子吸收截面的测试方法

3.1.1仪器

3.1.2双光子吸收截面的测试方法

3.2目标化合物的线性光学性质

3.2.1单光子荧光量子产率

3.2.2目标化合物的线性吸收

3.2.3目标化合物的单光子荧光

3.3目标化合物的双光子吸收光学性质

3.4结果与讨论

3.4.1溶剂极性对化合物线性吸收的影响

3.4.2取代基及共轭π桥对化合物线性吸收的影响

3.4.3溶剂极性对化合物单光子荧光性能的影响

3.4.4取代基及共轭π桥对化合物单光子荧光性能的影响

3.4.5取代基及共轭π桥对化合物双光子吸收截而的影响

3.4.6激发能量对化合物双光子吸收荧光强度的影响

3.4.7目标化合物的单光子荧光性质与双光子荧光性质的比较

3.5本章小结

第四章总结

附 图

参考文献

致谢

硕士期间发表的文章和取得的成果