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蒽醌基扩展四硫富瓦烯(exTTF)衍生物的合成及其性质研究
作 者: 李佳佳
导 师: 朱卫民
学 校: 郑州大学
专 业: 有机化学
关键词: exTTF衍生物 合成 电子转移 C60
分类号: O621.2
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
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内容摘要
蒽醌基扩展四硫富瓦烯(exTTF)由于具有独特的拓扑结构和电化学性质,已经成为化学研究的热点之一。我们利用分子设计的基本原则,合成了12个未见报导的exTTF衍生物。所有合成的新化合物都通了过了核磁(1H-NMR和13C-NMR)和质谱(MS-ESI)等结构表征;通过循环伏安法(CV)研究了这些exTTF衍生物的电化学性质,表明它们均呈两电子的氧化还原过程。同时,利用紫外可见光谱(UV-Vis)和荧光光谱(fluorescence spectrum)研究了具有吸电子基的exTTF二联体的光谱特征以及离子调节的分子间电子转移行为;另外研究了具有分子平台结构的exTTF衍生物与电子接受体(比如C60)之间的光谱行为。本论文包括以下三个方面:1、简要综述了四硫富瓦烯和蒽醌基扩展四硫富瓦烯(exTTF)衍生物在超分子化学领域的研究进展。简单介绍了exTTF衍生物的结构、性质、以及在离子识别和有机光电子学应用方面的研究进展。2、含官能基的exTTF衍生物的合成,及其电化学特征和金属离子调节的分子间电子转移行为的研究。以Zincate盐和蒽醌等为起始原料,利用wittig偶联反应合成了exTTF衍生物T1、T2和T3。利用含腈基exTTF化合物的保护、去保护程序,在氢氧化铯作用下T3分别与2-溴乙醇和2-(2-碘乙氧基)乙醇反应生成exTTF衍生物T5和T9。化合物T5与取代的苯酚反应合成了exTTF衍生物T6和T7。化合物T9与对硝基苯酚通过Mitsunobu反应合成了exTTF衍生物T10。所合成的新化合物都通过了1H-NMR、13C-NMR和ESI-MS等结构表征。通过循环伏安法研究了这些新化合物的电化学性质,结果显示所有化合物都呈两电子的氧化还原过程。通过紫外可见光谱初步研究了exTTF二联体(T6、T7和T10)金属离子调节的分子间电子转移行为。3、含分子平台(硫桥杯芳烃)的exTTF衍生物的合成及其与C60之间作用的光谱行为的研究。化合物T5和硫桥杯芳烃通过Mitsunobu反应合成了新型exTTF衍生物T13,并对其进行了结构表征。利用循环伏安法研究了化合物T13的电化学性质,通过紫外可见光谱法研究了其金属离子调节的分子间电子转移行为,同时利用荧光光谱法研究了其与C60的分子间电子转移行为。荧光光谱显示在氯苯溶剂中很明显的发生了由T13到C60的分子间电子转移行为。
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全文目录
摘要 4-6 Abstract 6-11 第一章 绪论 11-25 1.1 四硫富瓦烯(TTF)概述 11-12 1.2 四硫富瓦烯在超分子化学的应用 12 1.3 exTTF衍生物简介 12-13 1.4 exTTF的化学修饰 13-15 1.5 exTTF对分子和离子的识别 15-19 1.5.1 exTTF对分子的识别 15-16 1.5.2 exTTF对阳离子的识别 16-19 1.6 exTTF在有机电子学的应用 19-23 1.6.1 基于exTTF的分子导线 20 1.6.2 基于exTTF人造太阳能体系 20-23 1.7 本文的选题依据及设计思想 23-25 1.7.1 选题依据 23-24 1.7.2 设计思想 24-25 第二章 含简单官能基的新型exTTF衍生物的合成及性质研究 25-51 2.1 引言 25 2.2 主要试剂与仪器 25-26 2.2.1 主要试剂 25-26 2.2.2 主要仪器 26 2.3 含简单官能基的exTTF衍生物的合成 26-33 2.3.1 化合物1(以下简称锌盐)的合成 26-27 2.3.2 化合物2的合成 27 2.3.3 化合物3的合成 27 2.3.4 化合物4的合成 27-28 2.3.5 化合物5的合成 28 2.3.6 化合物6的合成 28-29 2.3.7 化合物T1的合成 29-30 2.3.8 化合物T2的合成 30 2.3.9 化合物T3的合成 30-31 2.3.10 化合物7的合成 31 2.3.11 化合物8的合成 31-32 2.3.12 化合物T4的合成 32-33 2.4 含吸电子基的exTTF二联体的合成 33-38 2.4.1 化合物T5的合成 33 2.4.2 化合物9的合成 33-34 2.4.3 化合物T6的合成 34-35 2.4.4 化合物T7的合成 35 2.4.5 化合物T8的合成 35-36 2.4.6 化合物10的合成 36 2.4.7 化合物T9的合成 36-37 2.4.8 化合物T10的合成 37-38 2.5 目标化合物(T6、T7和T10)的紫外滴定 38-47 2.5.1 化合物T6的紫外滴定 38-41 2.5.2 化合物T7的紫外滴定 41-43 2.5.3 化合物T10的紫外滴定 43-47 2.6 电化学性质研究 47-49 2.7 结果与讨论 49-51 2.7.1 合成结果讨论 49 2.7.2 性质讨论 49-51 第三章 含有分子平台的exTTF衍生物的合成及性质研究 51-62 3.1 引言 51 3.2 试剂与仪器 51-52 3.2.1 主要试剂 51-52 3.2.2 主要仪器 52 3.3 含有分子平台的exTTF衍生物的合成 52-55 3.3.1 化合物11的合成 52-53 3.3.2 化合物T11的合成 53 3.3.3 化合物T12的合成 53-54 3.3.4 化合物T13的合成 54-55 3.4 化合物T13的紫外滴定 55-58 3.5 电化学性质研究 58-59 3.6 荧光性质研究 59-60 3.7 结果与讨论 60-62 3.7.1 合成结果讨论 60-61 3.7.2 性质讨论 61-62 第四章 结论与展望 62-63 4.1 结论 62 4.2 展望 62-63 参考文献 63-69 附录 69-88 致谢 88-89 硕士期间发表论文情况 89
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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 有机化学 > 有机化学一般性问题 > 有机化合物性质
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