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新型酰胺开链冠醚及其铕、铽配合物的合成与性能研究

作　者: 贺微
导　师: 郭栋才
学　校: 湖南大学
专　业: 化学工程与技术
关键词: 稀土酰胺型开链冠醚合成发光性能电化学性能配合物
分类号: O641.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

酰胺型开链冠醚具有易合成、毒性小、产率高、成本低等特点，在与稀土离子配位时，显示出较高的选择性和较强的配位能力，在光电功能材料及生命科学等领域应用广泛。本论文设计合成了两系列10个新型的酰胺型开链冠醚，通过质谱、核磁氢谱、元素分析以及红外光谱等分析手段对其结构进行了表征。分别制备了它们的铕、铽配合物，通过红外光谱、紫外光谱、EDTA配位滴定、摩尔电导、元素分析等手段对其结构组成进行了确定，并研究了它们的发光性能与电化学性能。其研究工作分为以下两个部分：（1）以水杨酸和水合肼为原料合成了中间体2,5二（2羟苯基）1,3,4噁二唑，然后将其与以取代苯胺为原料制备的2-氯-N-乙酰取代苯胺反应合成出了一系列以1,3,4噁二唑为骨架的酰胺型开链冠醚。以该系列化合物为配体，以Eu³⁺、Tb³⁺为中心离子制备了两系列目标配合物。采用荧光光谱研究了目标配合物的发光性能，分析结果表明：目标配合物均发射出不同强度的中心离子的特征光，且中心离子处于不对称中心，两系列目标配合物中均是甲基取代的配合物的相对荧光强度最强且铽配合物的相对荧光强度普遍高于铕配合物的相对荧光强度。通过参比法测得了目标配合物的荧光量子产率，结果显示：与无取代基的配合物相比，给电子基团取代的目标配合物荧光量子产率增加，吸电子基团取代的目标配合物荧光量子产率减小。通过电化学工作站测得了目标配合物的循环伏安曲线，得到了氧化电位，结果表明：给电子基团使目标配合物的HOMO能级升高；吸电子基团使目标配合物的HOMO能级降低。（2）以水杨酸甲酯和乙二胺为原料合成了中间体1,2双（2羟基苯甲酰氨基）乙烷，然后将其与以取代苯胺为原料制备的2-氯-N-乙酰取代苯胺反应合成出了一系列以乙二胺为骨架的酰胺型开链冠醚。以该系列化合物为配体，以Eu³⁺、Tb³⁺为中心离子制备了两系列目标配合物。采用荧光光谱研究了目标配合物的发光性能，分析结果表明：目标配合物均发射出不同强度的中心离子的特征光，且中心离子处于不对称中心，以铕为中心离子的目标配合物中Eu（NO₃）₃Y²·3H₂O的相对荧光强度最强，以铽为中心离子的目标配合物中Tb（NO₃）₃Y¹的相对荧光强度最强且铽配合物的相对荧光强度普遍高于铕配合物的相对荧光强度。通过参比法测得了目标配合物的荧光量子产率，结果显示：与无取代基的配合物相比，给电子基团取代的目标配合物荧光量子产率增加，吸电子基团取代的目标配合物荧光量子产率减小。通过电化学工作站测得了目标配合物的循环伏安曲线，得到了氧化电位，结果表明：给电子基团使目标配合物的HOMO能级升高；吸电子基团使目标配合物的HOMO能级降低。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-11
第1章绪论  11-19
  1.1 稀土有机发光配合物的研究进展  11-12
  1.2 稀土有机配合物的发光原理  12-13
    1.2.1 稀土配合物发光原理  12-13
    1.2.2 稀土配合物荧光类型  13
  1.3 影响稀土配合物发光性能的重要因素  13-14
    1.3.1 配体与稀土离子之间的能量传递效率  13
    1.3.2 惰性稀土离子微扰配合物发光  13-14
    1.3.3 协同配体对稀土离子发光效率的影响  14
  1.4 稀土配合物光致发光材料的应用  14-16
    1.4.1 光电功能材料方面的应用  14-15
    1.4.2 生命科学中的应用  15-16
  1.5 酰胺型开链冠醚及其稀土配合物研究动态  16-18
    1.5.1 酰胺型开链冠醚的研究现状  16
    1.5.2 酰胺型开链冠醚稀土配合物的研究现状  16-17
    1.5.3 酰胺型开链冠醚研究中存在的不足  17-18
  1.6 本课题的目的、意义及研究思路  18-19
第2章 1,3,4 噁二唑酰胺型开链冠醚及其铕、铽配合物的合成与发光性能  19-42
  2.1 引言  19
  2.2 实验部分  19-24
    2.2.1 实验试剂  19-20
    2.2.2 实验仪器  20-21
    2.2.3 检测方法  21
    2.2.4 中间体及目标化合物的合成与表征  21-23
    2.2.5 1,3,4 噁二唑酰胺型开链冠醚稀土配合物的合成  23-24
  2.3 结果与讨论  24-40
    2.3.1 目标稀土配合物的溶解性、组成分析及摩尔电导  24-25
    2.3.2 目标稀土配合物的紫外光谱分析  25-27
    2.3.3 目标稀土配合物的红外光谱分析  27-30
    2.3.4 目标稀土配合物的差热-热重分析  30-32
    2.3.5 目标稀土配合物的荧光光谱分析  32-37
    2.3.6 目标稀土配合物的荧光量子产率  37-38
    2.3.7 目标稀土配合物的电化学性能  38-40
  2.4 小结  40-42
第3章乙二胺酰胺型开链冠醚及其铕、铽配合物的合成与发光性能  42-66
  3.1 引言  42
  3.2 实验部分  42-47
    3.2.1 实验试剂  42-43
    3.2.2 实验仪器  43-44
    3.2.3 检测方法  44
    3.2.4 中间体及目标化合物的合成与表征  44-47
    3.2.5 乙二胺酰胺型开链冠醚稀土配合物的合成  47
  3.3 结果与讨论  47-64
    3.3.1 目标稀土配合物的溶解性、组成分析及摩尔电导  47-48
    3.3.2 目标稀土配合物的紫外光谱分析  48-50
    3.3.3 目标稀土配合物的红外光谱分析  50-53
    3.3.4 目标稀土配合物的差热-热重分析  53-55
    3.3.5 目标稀土配合物的荧光光谱分析  55-60
    3.3.6 目标稀土配合物的荧光量子产率  60-62
    3.3.7 目标稀土配合物的电化学性能  62-64
  3.4 小结  64-66
结论  66-68
参考文献  68-73
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文  73-74
附录 B 目标化合物谱图  74-84
致谢  84

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