具有双重光谱变化特性的光致变色[2]轮烷——设计、合成及其性质研究

摘要

本论文的研究内容主要集中在一类新型光致变色[2]轮烷分子的设计与合成，并系统研究了它们在紫外/可见光刺激条件下的双重光谱变化性质。主要包括以下两个部分:
　　在第一部分中，通过穿线-封端法合成了两类由哑铃状轴线部分和缺电性四价紫精环蕃(CBPQT4+)组成的双稳态[2]轮烷分子R1和R2。在其轴线上分别引入光响应性的偶氮苯单元(AB)和富电性的1，5-萘二酚(DNP)单元(R1)或者二氟联苯胺(DFBZ)单元（R2）作为两个不同识别位点。通过核磁1H NMR谱和13C NMR谱以及高分辨质谱分别对R1和R2的进行了结构表征。
　　在第二部分中，通过核磁和紫外-可见光谱实验系统研究了上述双稳态[2]轮烷分子在乙腈溶剂中的光致变色行为。结果表明，在紫外/可见光照射条件下，可以激发AB单元进行可逆的顺/反异构，从而驱动CBPQT4+大环在轴线上进行穿梭运动。当分子处于反式光稳态PSSE时，大环倾向于与反式AB单元络合;而处于顺式光稳态PSSZ时，大环则倾向于与DNP或者DFBZ单元络合。这就使得R1和R2表现出双重光谱变化的性质:一重光谱变化由AB模块的顺反异构引起;第二重光谱变化则来自于AB模块发生E（反式）→Z（顺式）光异构化后造成的DNP(∪)CBPQT4+或者DFBZ(∪)CBPQT4+复合物电荷转移(CT)吸收峰的增强。由于CT吸收峰长波段部分处在不与AB模块的吸收光谱相重叠的区域，因此选择该CT吸收峰对分子信息进行读取时，不会引起AB模块发生光异构化;从而赋予这类光致变色[2]轮烷分子具有无损光学读取的特性。

目录

摘要

第一章前言

1．1光致变色现象

1．1．1光致变色发展历史

1．1．2光致变色体系

1．1．3光致变色的应用

1．2轮烷

1．2．1轮烷合成方法

1．2．2轮烷的应用

1．3本论文研究目的

第二章具有双重光谱变化性质的光致变色[2]轮烷的构筑及其无损读取特性研究

2．1引言

2．2课题设计

2．3目标分子的设计与合成

2．3．1[2]轮烷R1和R2的逆合成分析

2．3．2[2]轮烷R1和R2的合成

2．4[2]轮烷R1和R2的双重光谱变化性质研究

2．4．1核磁实验

2．4．2紫外-可见光谱实验

2．4．3 R1和R2的无损读取特性研究

2．5结论

第三章实验部分

3．1化合物1的合成方法和数据

3．2化合物2和3的合成方法和数据

3．3[2]轮烷R1和R2的合成

3．4异构化速率常数的计算

参考文献

附录

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢

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