对称取代与不对称取代紫精的合成及变色、发光性能研究

发布时间：2022-01-06 23:54

　　N,N’-二甲基-4,4’-联吡啶阳离子盐,即常见除草剂“百草枯”的主要成分,是最早被人类所熟知和研究的紫精化合物（N,N’-二取代-4,4’-联吡啶阳离子盐）,因还原态呈紫色被命名为紫精（Viologen）。拥有独特的缺电子结构和两种还原态形式,在不同的外界条件如加热、光照和电压等刺激下发生可逆氧化还原反应,伴随颜色变化。因此,紫精化合物不仅在电致、光致、压致变色等变色功能材料研究中备受瞩目,在超分子组装、有机电池等方面也逐渐展现出不可小觑的发展潜力。然而,紫精化合物阳离子自由基稳定性依旧是实际应用研究中值得注意的问题之一。另外在目前的研究报道中,对于紫精化合物本身性质特别是发光性能的研究还相对较少,且均集中于利用其结构特性制备的包含有紫精化合物的金属有机配合物、超分子等。因此,基于紫精化合物N取代基的可调控性,我们设计合成了以N,N’-二取代-4,4’-联吡啶为载体,α-氯代对卤素苯乙酮为取代基的三组六例对称与不对称取代的新型紫精。通过取代基的改变,改善自由基的稳定性、显色灵敏度和荧光特性,实现对紫精化合物性能的调控。以紫外可见吸收光谱、荧光光谱、电子顺磁共振等方法研究对比对称取代... 

【文章来源】：上海大学上海市 211工程院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

紫精化合物的两步可逆氧化还原过程及三种氧化还原状态

图 1-1. 紫精化合物的两步可逆氧化还原过程及三种氧化还原状态下，紫精化合物以稳定的双阳离子形式存在，电中性分子由相对于其它两种存在形式最不稳定。对于紫精阳离子自由基轭结构以及取代基的电荷作用有助于提高其稳定性。一般紫在无氧条件下稳定存在。但由于自由基本身具有高化学活性自由基的稳定性仍旧有待提高。在溶液状态下，阳离子自由间的二聚作用。该作用会使紫精阳离子自由基形成抗磁性究发现，二聚体中自由基间的相互作用以色散力为主，极使该色散力强于传统的小分子间的色散力，该作用有助于克

取代基修饰的方式实现对紫精化合物结构有目的的设计调控，以降低能提高阳离子自由基稳定性，改善紫精化合物对电子的灵敏度。此外的取代基提升自由基聚合的空间位阻有利于防止二聚的发生。不同的可以进一步丰富紫精化合物的显色。例如在常见紫精中，甲基紫精的为蓝色7，乙基紫精在外界电压刺激下可产生蓝色自由基8。同样在电，4-氰基苯基取代紫精则产生绿色自由基。而苯乙酮取代基紫精的水则显紫色。除取代基之外，不同的抗衡阴离子也会对紫精分子内部结响，进而影响紫精化合物显色9（如图 1-3）以及溶解度性质。抗衡阴繁多10，对紫精化合物的常见研究中阴离子的选择以卤素、类卤素阴，为提高紫精化合物溶解度，也常选择 BF4-、PF6-等较大的阴离子1紫精为例，阴离子为 Cl-时，水溶液基本无色，但当阴离子为 I-时溶液色12。


本文编号：3573394