8-羟基喹啉衍生物及其金属超分子聚合物的合成与表征

摘要

通过金属离子与有机配体配位形成的非共价键聚合物被称为金属超分子聚合物(金属配位聚合物)。由于有机配体的结构设计具有多样灵活性，而且有众多的金属离子可供选择组配，因此，它的研究将会成为探索发现新型功能高分子材料的重要途径之一，它的制备与性能研究已经受到了越来越多的关注。8-羟基喹啉是常用的且配位能力比较强的配体，并且它与金属离子配位后能显示出较好的光学性能。本论文合成了一系列单、双8-羟基喹啉的衍生物，并与金属进行了配位络合研究，取得了一些有意义的实验结果。本论文的研究内容主要有以下三方面： 一．设计与合成了三种结构新颖的双8-羟基喹啉配体(即N,N'-双(8-羟基喹啉基-5-亚甲基)哌嗪、N,N-双(8-羟基喹啉基-5-亚甲基)十二胺、O,O'-双(8-羟基喹啉基-5-亚甲氧基)癸烷)、三种烷基化8-羟基喹啉(即5-甲氧甲基-8-羟基喹啉、5-正辛氧甲基-8-羟基喹啉、5-十六烷氧甲基-8-羟基喹啉)，并通过核磁共振谱、元素分析对这些化合物的组成和结构进行了分析表征。采取ATRP的方法制备了8-羟基喹啉为末端功能基的聚苯乙烯。聚合物的分子量及其分布通过用凝胶渗透色谱进行了测定，结构用核磁共振谱进行了表征。结果表明获得了分子量分布窄的单端为8-羟基喹啉的聚苯乙烯。 二．通过N,M'-双(8-羟基喹啉基-5-亚甲基)哌嗪)与．Al<'3+>配位成功制备了超支化金属配位聚合物，并通过滴加不良溶剂的方法将其制备成了具有窄分布特性的金属超分子聚合物纳米粒子。通过改变BHQP和Al<'3+>的比例实现了纳米粒子大小的调控。还考察了不良溶剂种类及其滴加速度对纳米粒子形成的影响。结果表明，不良溶剂的极性越小，滴加速度越慢，越有利于孤立纳米粒子的形成。还对纳米粒子的发光性能做了研究，发现两种纳米粒子的最强荧光发射波长在518nm处，它比相应的纯AlQ<,3>纳米粒子蓝移了约20nm。 三．探索了五种合成双8-羟基喹啉共轭配体的实验方法，并对实验结果进行了分析与讨论。1、用Wittig及Wittig-Homer反应没能得到设计的双8-羟基喹啉配体化合物，即1，4-二(十二烷氧基)-2，5-二(8-羟基喹啉-5-亚乙烯基)苯：2、通过Knoevenagel反应能够生成设计的双8-羟基喹啉配体，1，4-二(十二烷氧基)-2，5-二[2-(8-羟基喹啉基-5-)-2-腈基．亚乙烯基)]苯，但是该化合物的分离比较困难，未能得到纯品；3、通过Grignard试剂交叉偶联反应没能制备出设计的双8-羟基喹啉配体前体，3，6-二(8-甲氧基喹啉基-5-)-N-己基咔唑，可能是反应条件控制没有达到要求； 4、通过Sonogashira偶联反应成功合成了共轭配体化合物的前体，即3，6-二[2-(8-甲氧基喹啉基-5-)．亚乙炔基]-N-己基咔唑，结构通过核磁谱得到了确认。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

§1.1引言

§1.2主要的金属超分子聚合物体系

§1.2.1含吡啶基金属超分子聚合物

§1.2.2羧酸型金属超分子聚合物（金属配位聚合物）

§1.2.3其他类型金属超分子聚合物

§1.3双8-羟基喹啉的配体的概述

§1.3.1 8-羟基喹啉作为配体的优势

§1.3.2非共轭型双8-羟基喹啉类金属超分子聚合物

§1.3.3共轭型双8-羟基喹啉类金属超分子聚合物

§1.4本论文的设计思想

参考文献:

第二章配体的合成与表征

§2.1引言

§2.2实验部分

§2.2.1主要原料及其纯化

§2.2.2双8-羟基喹啉配体的合成

§2.2.3烷基化8-羟基喹啉的合成

§2.2.4 ATRP法8-羟基喹啉封端(PS-8HQ)的聚合物的合成

§2.2.5产物的表征

§2.3结果与讨论

§2.3.1双8-羟基喹啉配体的合成讨论及表征

§2.3.2烷基化8-羟基喹啉的合成讨论及表征

§2.3.3 PS-8HQ的制备讨论与表征

§2.4本章小结

参考文献:

第三章金属超分子聚合物的合成及其纳米粒子的制备与表征

§3.1引言

§3.2实验部分

§3.2.1主要原料和表征仪器

§3.2.2金属超分子聚合物(配位聚合物)的制备

§3.2.3纳米粒子的制备

§3.3结果与讨论

§3.3.1金属超分子聚合物的表征

§3.3.2窄分布纳米粒子的制备

§3.3.3从纳米粒子到空心纳米棒的转变

§3.3.4不良溶剂种类对纳米粒子形成的影响

§3.3.5不良溶剂滴加速度对纳米粒子形成的影响

§3.3.6纳米粒子的光学性能

§3.3.7其他

§3.4本章小结

参考文献:

第四章双8-羟基喹啉共轭配体的合成探索研究

§4.1引言

§4.2实验及讨论

§4.2.1主要原料及其纯化和表征仪器

§4.2.2 Wittig反应法

§4.2.3 Wittig-Homer反应法

§4.2.4 Knoevenagel反应法

§4.2.5 Grignard试剂交叉偶联反应法(Kumada反应)

§4.2.6 Sonogashira偶联反应法

§4.3本章小结

参考文献:

结论

附录：攻读学位期间发表的论文

致谢