2-芳基-4,5-二（对卤苯乙烯基）咪唑的合成与荧光性能

摘要

咪唑衍生物广泛用于医药、荧光增白剂、激光染料、荧光探针、双光子吸收、电致发光器件、光伏电池等方面。近年来，因为2,4,5-三芳基咪唑化合物具有更为扩展的共轭体系和较宽的发射波长区域，所以其合成、光电特性及应用研究引起了人们的关注。
　　本文设计合成了16个未见文献报道的2-对位取代苯基-4,5-二(对卤苯乙烯基)咪唑类化合物，采用傅里叶红外光谱（FT-IR）核磁共振谱（1H NMR、13C NMR）和质谱（MS）分析证明了结构，紫外光谱和荧光光谱分析了产物的光学性能，热失重（TG）方法分析研究了产物的热性能，具体内容如下：
　　（1）以2,3-丁二酮和对氯苯甲醛或对溴苯甲醛为原料，经羟醛缩合反应合成了1,6-二(4-卤苯基)-1,5-己二烯-3,4-二酮(中间体1)。研究证明，将2,3-丁二酮用甲醇稀释后缓慢滴加到对氯苯甲醛或对溴苯甲醛与六氢吡啶催化剂组成的甲醇溶液中，中间体1收率提高了3-5％。通过FT-IR、1H NMR、13C NMR及紫外吸收光谱（UV）分析了中间体1的结构和性能。
　　（2）以中间体1、对位取代苯甲醛、醋酸铵和醋酸为原料，经徳布斯（Debus）合成法合成了2-对位取代-4,5-二（对卤苯乙烯基）咪唑化合物。研究证明，以中间体1、对位取代苯甲醛、醋酸铵摩尔比为1:1(4):10时，加热回流反应4.5-11h，产物收率20%-87%。采用FT-IR、1H NMR、13C NMR和MS等证明了所有合成化合物的结构。
　　（3）以无水乙醇为溶剂，测定了2-对位取代苯基-4,5-二（对卤苯乙烯基）咪唑化合物的紫外吸收光谱，分别在332 nm-399 nm、255 nm-328 nm和205 nm-207 nm三个范围有紫外特征吸收峰。与2-苯基-4,5-二（对卤苯乙烯基）咪唑相比，含有致钝基团的2-对硝基苯基-4,5-二（对卤苯乙烯基）咪唑、2-对氰基苯基-4,5-二（对卤苯乙烯基）咪唑和2-对甲酰基苯基-4,5-二（对卤苯乙烯基）咪唑的最大紫外吸收峰红移到389 nm以上；含致活基团的2-对甲基苯基-4,5-二（对卤苯乙烯基）咪唑、2-对甲氧基苯基-4,5-二（对卤苯乙烯基）咪唑2-对N-二甲基苯基-4,5-二（对卤苯乙烯基）咪唑的最大紫外吸收峰蓝移到354 nm以下。
　　（4）以N,N-二甲基甲酰胺（DMF），无水乙醇和二氯甲烷做溶剂，测定了2-对位取代苯基-4,5-二（对卤苯乙烯基）咪唑的荧光性能。以DMF溶剂时，与2-苯基-4,5-二（对卤苯乙烯基）咪唑相比，2-对氰基苯基-4,5-二（对卤苯乙烯基）咪唑和2-对N-二甲基苯基-4,5-二（对卤苯乙烯基）咪唑的荧光发射波长红移到500 nm左右；2-对硝基苯基-4,5-二（对卤苯乙烯基）咪唑和2-对甲酰基苯基-4,5-二（对卤苯乙烯基）咪唑的荧光发射波长红移到519 nm以上。
　　（5）以DMF，C2H5OH做溶剂，测定酸（硫酸）和碱（四丁基氢氧化铵）的用量对2-对位取代苯基-4,5-二（对卤苯乙烯基）咪唑的荧光性能的影响，所有咪唑化合物的发射光谱都随着碱用量的增多荧光强度降低，并有一定程度的红移；但酸用量的增多，一般情况下已改变了荧光强度。测定咪唑化合物作为碱性荧光开关性能，一般情况，酸的加入会使荧光图谱恢复至原来的80%以上。
　　（6）TG分析证明，2-对位取代苯基-4,5-二（对卤苯乙烯基）咪唑化合物具有较好的热稳定性和结炭性能。2-对硝基苯基-4,5-二（对卤苯乙烯基）咪唑、2-对甲酰基苯基-4,5-二（对卤苯乙烯基）咪唑、2-对羟基苯基-4,5-二（对卤苯乙烯基）咪唑在质量损失1%时的最低温度分别为158.0℃、169.3℃、152.7℃；它们在最大热释放速率的温度分别为499℃、459℃、435℃；600℃时，它们的残炭率分别为62%、55.6%、43.4%。

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中文摘要

英文摘要

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1. 绪论

1.1 引言

1.2 咪唑衍生物的研究概述

1.3 荧光概述

1.4 课题的选择和研究内容

1.5 本文的创新之处

2. 1,6-二(4-卤苯基)-1,5-己二烯-3,4-二酮(中间体1)的合成与表征

2.1 引言

2.2实验部分

2.3结果与讨论

2.4本章小结

3 咪唑目标产物的合成与表征

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

4 咪唑类化合物的紫外和荧光性能测试

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

5 咪唑类化合物的热固性能测试

5.1 引言

5.2 测试仪器及过程

5.3 结果与讨论

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果