二茂铁系金属有机三阶非线性光学材料的合成研究

摘要

三阶非线性光学材料是当前有机功能材料的前沿研究课题之一，它可以广泛用于光通信，光计算，光存储、激光医疗和激光武器等领域。 论文在文献阅读和分析非线性光学效应及产生原理的基础上，论述了材料分子设计、结构与性能关系等研究进展；分析了材料的三阶非线性光学性能参数和测试方法。分子设计并合成了两大系列，12个二茂铁系金属有机三阶非线性光学材料，其中两个为未见报道的新结构化合物。研究了主要合成反应及机理过程。 以二茂铁为原料，经Vilsmeier反应制备了二茂铁甲醛，KBH4还原成二茂铁甲醇后与三苯基膦反应，制得膦叶立德，与不同取代基的苯甲醛，噻吩甲醛等进行Wittig反应制得8个二茂铁乙烯类金属有机材料。收率为79～82％。 二茂铁有机色素类材料具有稠杂环色素的大π共轭结构，结合醌羰基的吸电子作用而形成D-A或D-A-D结构特征，增强了电荷迁移性。以2,3-二氯-1，4-萘醌、四氯苯醌为原料，经叠氮化，关环，水解反应制得氨基化合物，再与二茂铁甲醛和1-二茂铁基 2-对甲酰基乙烯进行缩合反应制得4个二茂铁有机色素类三阶非线性光学材料，收率为41～45％。 无溶剂固相反应是有效、绿色的合成方法。研究了材料的无溶剂固相合成Wittig反应，在室温，氢氧化钠存在下制得了二茂铁乙烯类金属有机材料。采用醇、三苯基膦、碱和醛的多组分固相反应新方法，简化了实验步骤，收率达79～82.3％。采用醛胺缩合反应的固相无溶剂反应方法合成了二茂铁有机色素类金属有机材料。筛选了反应催化剂，实验确定了催化剂用量，温度等反应条件。收率达39～60％。 目标化合物均由IR,1HNMR，MS进行了结构确证和UV吸收光谱的测定，实验考察了关键合成反应的工艺条件。

目录

文摘

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声明

第一章绪论

1.1引言

1.2非线性效应产生的原理

1.3非线性光学材料

1.3.1非线性光学材料发展简史

1.3.2非线性光学材料的应用

1.4有机三阶非线性光学材料的结构与性能研究进展

1.4.1有机高分子聚合物

1.4.2金属有机化合物

1.4.3有机大分子化合物

1.5.三阶非线性光学效应的测试

1.5.1简并四波混频(DFWM)法

1.5.2 Z-扫描法

1.5.3五种检测技术的比较

1.6论文选题及研究工作

第二章二茂铁乙烯类材料的合成研究

2.1引言

2.2结果讨论

2.2.1结构表征

2.2.2二茂铁甲醛(a)合成分析

2.2.3化合物3a～3d的合成分析

2.2.4反应机理

2.3实验

2.3.1试剂与仪器

2.3.2合成

2.4本章小结

第三章二茂铁苯醌、萘醌系列材料的合成研究

3.1引言

3.2结果讨论

3.2.1结构表征

3.2.2化合物a，c的合成分析

3.2.3化合物3c，3d的合成分析

3.2.4反应机理

3.3实验

3.3.1试剂与仪器

3.3.2合成

3.4本章小结

第四章二茂铁乙烯类材料的固相合成研究

4.1引言

4.2结果与讨论

4.2.1固态Wittig反应一般方法

4.2.2结构表征

4.2.3固相Wittig反应结果

4.2.4固相Wittig反应反应机理

4.3实验

4.3.1试剂和仪器

4.3.2合成

4.4本章小结

第五章二茂铁苯醌、萘醌系列材料的固相合成研究

5.1引言

5.2结果与讨论

5.2.1 KF与反应温度对收率的影响

5.2.2最优反应条件下化合物4a～4d收率

5.2.3醛胺缩合反应机理

5.3实验

5.3.1试剂与仪器

5.3.2无溶剂醛胺缩合一般方法

5.4本章小结

第六章总结与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献：

致 谢

硕士期间发表的论文