联茚满烯二酮类化合物的合成、晶体结构与光致磁性变色性质研究

摘要

本文设计合成了一系列母体苯环上含有四个对称的甲氧基取代的联茚满烯二酮衍生物,目标化合物的结构和纯度通过1HNMR,13CNMR,IR,Single X-Raydiffraction及元素分析确证。采用固体紫外,固体ESR及SOUID磁化率计研究了化合物的固态光致磁性变色性质,探索了该类双功能化合物的结构与性质之间的关系。主要结论如下： 1.通过X-ray衍射得到了化合物1,2,3,4的单晶,确定它们的分子结构。首次得到脂肪族取代基处于顺位的化合物的晶体结构,通过对其进行结构解析以及与处于反位的化合物进行类比,研究化合物的结构特征与反应机制的关系,研究固态下化合物的分子空间结构与宏观性质之间的关系。 2.对反应过程进行研究,提出了合适的反应机理,解释了顺式化合物的出现原因。 3.研究甲氧基取代的联茚满烯二酮类化合物的固体紫外吸收、ESR信号、与磁性性质,得出即使是处于顺位的脂肪族化合物4,在一定波长(λ=330nm)的光光照后,也具有明显的光致变色性质；同时此类化合物在光照后(λ=330nm)具有反铁磁性,从理论上对此类化合物的磁性产生给予合理的解释。 此外,还做了以下工作,即通过分子设计,采用多步合成的方法得到了六个新型的具有“双极”性质和发光性能的1,3,4-噁/噻二唑类化合物。用1HNMR,13CNMR,MS,HRMS进行了结构表征,研究了化合物的紫外-可见吸收性质以及发光性质,并用循环伏安法测定了其电化学性能。得到以下结论： 1.通过分子设计,在分子二端引入富电子的N,N-二甲基苯胺以及9-苯环咔唑,形成新型“双极”的化合物,将电子传输性能与空穴传导性能引入到同一分子中,实现双重功能材料的出现。 2.1,3,4-噁/噻二唑类化合物能够吸收紫外光和辐射荧光,其荧光光谱主要分布在可见光区域内且发光效率良好,是良好的发光材料。 3.通过对紫外-可见光谱与荧光光谱进行分析,六个目标化合物均具有良好的发光性能,对吸电子基团的1,3,4-噁/噻二唑环产物进行比较,噁二唑环的发光性能要比噻二唑环的好,而且量子产率要高；对分子共轭方式进行比较,末端基团相连的单键产物的发光性能要比三键产物性能要好,后者有着明显的红移现象,向可见光区域移动。 4.通过循环伏安法测试,结果这六个化合物同时具备空穴传导与电子传输双重性能,而且Eg值低,很容易发生电子跃迁,而且通过电化学测试我们可以看到分子二端的取代基存在相互的作用力,可以作为分子线材料。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

第一节概述

1.1.1引言

1.1.2光致变色概述及其应用

1.1.3光致变色材料及其应用

第二节有机化合物的磁性研究概况以及应用

1.2.1有机铁磁体的理论模型

1.2.2物质磁性的微观分类

1.2.3自旋极化规则

1.2.4有机磁体应用前景

第三节论文选题及完成设计

第二章6，6'，7，7'-四甲氧基联茚满二羟基烯二酮的合成

第一节6，6'，7，7'-四甲氧基-2，2'-二茚满-1，1'，3，3'-四酮的合成

第二节6，6'，7，7'-四甲氧基联茚满二羟基烯二酮化合物的合成

2.2.1烷基取代的6，6'，7，7'-四甲氧基联茚满二羟基烯二酮的合成

2.2.2芳香基取代的6，6'，7，7'，-四甲氧基联茚满二羟基烯二酮的合成

第三章6，6'，7，7'-四甲氧基联茚满二羟基烯二酮类化合物的性质研究

第一节中间体的合成条件研究

3.1.1 6，6'，7，7'，-四甲氧基联茚满四酮的合成研究

3.1.2格氏试剂的制备以及溶剂选择

第二节结构分析

3.2.1 1HNMR谱图

3.2.2 13CNMR谱图

3.2.3 HRMS谱图

3.2.4目标产物的IR谱图

3.2.5目标产物的晶体结构分析

3.2.6反应机理的研究

第三节性质研究

3.2.1目标化合物的固体紫外吸收谱图

3.2.2目标产物的ESR谱图

3.3.3磁性研究

第四节主要研究结论

第四章末端含有N，N-二甲基苯基的1，3，4-噁/噻二唑类化合物的合成与性质研究

第一节有机电致发光材料研究概述

4.1.1有机电致发光材料的发现与发展

4.1.2有机电致发光器件的主要辅助材料

4.1.3有机电致发光材料

4.1.4有机电致发光器件的应用

第二节本论文的研究构思与分子设计

4.2.1研究构思

4.2.2分子设计

第三节末端含N，N-二甲基苯基的1，3，4-噁/噻二唑化合物的合成

4.3.1合成路线

4.3.2仪器和溶剂

4.3.3中间体的制备

第四节结果与讨论

4.4.1中间体的制备

4.4.2目标产物的制备

4.4.3化合物的结构表征与讨论

第五节化合物的性质研究与讨论

4.5.1目标化合物的紫外吸收光谱分析

4.5.2目标化合物的荧光吸收解析

4.5.3目标化合物的电化学性质解析

第六节主要结论

参考文献

致谢

个人简历