氮杂蒄类化合物分子几何结构、反应活性区域和紫外光谱的研究
发布时间：2021-04-13 15:30
本研究是利用DFT原理、在B3LYP/6-31G*计算水平上对三氮杂蔻及其衍生物的性质进行了深入的研究。研究共分五部分:第一章对有机光电材料的发展和应用进行了详细的回顾,分析了前人研究的成果,提出了本论文的研究主题。第二章围绕着研究主题,进行了研究理论和计算方法的回顾。在前人的研究基础上,最终选定以三氮杂苞及其衍生物作为研究对象来进行具体的研究,制定了可行性的研究方法和研究方案。第三至五章分别以三氮杂蔻及其衍生物（第三章）、三氮杂醌及其衍生物（第四章）、π-扩展连三吡啶及其衍生物（第五章）为研究对象,进行了几何结构、前线分子轨道分析、分子静电势、原子电荷分布、简缩福井函数,NICS、紫外-可见光谱特性等相关的分析研究。主要研究结果如下:1.三氮杂蔻及其衍生物利用结构优化的相关计算和前线分子轨道理论,对设计的三氮杂蔻环化合物几何结构的合理性进行了分析。计算结果显示,以三氮杂蔻及其衍生物的五个化合物为研究对象,同一化合物中非对称性的三环比较,ESP数值上C>A>B。母体上的取代基的吸电子性越强,分子静电势数值越低。对于三氮杂蔻上碳原子的电荷进行比较,分析后得出,相对于NPA电荷...
【文章来源】：陕西师范大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：160 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２石墨烯材料的一些）、Ｖ：用??Ｆｉｇ．?１－２?Ｓｏｍｅ?ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ?ｏｆ?ｇｒａｐｈｅｎｅ?ｍａｔｅｒｉａｌｓ??石墨烯是一种电子迁移速率更小更快速的晶体管
图１－３掺杂的石墨烯??Ｆｉｇ．?１－３?Ｄｏｐｅｄ?ｇｒａｐｈｅｎｅ??如图１－３，多环芳烃和含杂原ｆＮ、Ｂ、Ｓ、〇等的杂寇类衍生物都是二维纳米??石墨烯的片段，大的多环芳烃分子以及具有纳米尺寸的含杂原子Ｎ、Ｂ、Ｓ、０等??的杂蔻类衍生物被称为纳米石墨烯。本研究主要研究含氮的吡啶环的多环芳烃，??即氮杂类纳米石墨烯。??由于多环芳烃独特的化学热稳定性、机械性能以及电学性能，可广泛应用于??有机发光二极管（〇ＬＥＤｐ＿６１］、场效应晶体管（〇ＦＥＴ）［６２＿６４］、有机光伏电池（ＯＰＶ）ｌｆｉ５—７２］、??以及太阳能电池％＾＾等。近年来，设计并合成结构新颖、性能突出的多环芳烃［８Ｍ（＞３１??引起了科学界及产业界极人地兴趣。目前有四种可能调节多环芳烃性能的方法??［１０４°６３］：?（１）引入给电子或吸电子官能团：（２）引入杂原子（硼、氮、硫）（３）增加Ｔｔ共辄??体系；（４）边缘修饰。??７??
３．２．１模型??三氮杂裔（ｔｒｉａｚａｃｏｒｏｎｅｎｅ，ＴＡＣ），在寇环ｔ用Ｎ原子代替１，５，９三个位置的Ｃ－Ｈ??基团构建了?１，５，９－三氮杂蔻（ＴＡＣ，见图３．２．１化合物１）。三氮杂蔻衍生物结构则在??此基础上依次分别加入ＯＣＨ３、Ｐｈ取代基闭（２－５）。同时，对于蔻核中的七个六元??环，我们将其分别定义为Ａ、Ｂ、Ａ＇、Ｂ’、Ａ”、Ｂ”和Ｃ。除了部分化合物中含ＭｅＯ、??Ｐｈ等取代基不在同一平面上，其余结构都为平面结构，尽管所有结构均可看成有??三个等同部分构成（见阁３－２不同颜色标出的部分），但为了避免在优化后振动分析??中出现虚频，初始结构中均未预设任何对称性限制。??Ｒ＂＼?Ｒ＇??ａ?Ｎｉ?￥?Ｒ?＝?ＦＴ?＝?ＦＴ?＝?Ｈ?１??Ｒ?－＾；６?Ａ?３；?＾?＾?Ａ＂?Ｎ?Ｒ?＝?Ｈ?Ｒ．?＝?ＲＨ?＝?Ｍｅ〇?２??５?４＼?Ｃ?）＝＜?Ｒ?＝?Ｐｈ?Ｒ＇?＝?Ｒ＂?＝?Ｈ?３??Ｒ＇４－＜：７?Ｂ?Ｖ—／?Ｂ＇?＾Ｒ＂?Ｒ?＝?Ｐｈ?Ｒ＇?＝?ＭｅＯ?Ｒ＂?＝?Ｈ?４??Ａ，ｒ?＝?Ｐｈ?Ｒ＇?＝?Ｈ?Ｒ＂?＝?ＭｅＯ?５??Ｒ＂?Ｎ＝＜＾?Ｒ＇??Ｒ??图３－２二氮杂蔻及其衍生物结构不？意图??Ｆｉｇ．３－２?Ｃｈｅｍｉｃａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｒｉａｚａｃｏｒｏｎｃ?ａｎｄ?ｉｔｓ?ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ??３．２．２研究方法??本章以三氮杂蔻及其衍生物为研究对象，选用密度泛函理论中（ＤＦＴ＞中的??Ｂ３ＬＹＰ杂化泛函
【参考文献】：
期刊论文
[1]Quantifying Electronic Effects in QM and QM/MM Biomolecular Modeling with the Fukui Function[J]. QI Helena W.,KARELINA Maria,KULIK Heather J.. 物理化学学报. 2018(01)
[2]基于萘并二酰亚胺的胺基功能化聚合物的三组分一锅法合成及其在聚合物太阳电池中的应用[J]. 贾涛,郑楠楠,蔡万清,应磊,黄飞. 化学学报. 2017(08)
[3]极性分子键角与键偶极矩的关系[J]. 曹静思,韦美菊,陈飞武. 物理化学学报. 2016(07)
[4]Absorption and Fluorescence Properties of Oxidized and N-doped Graphene Quantum Dots:A Time-dependent DFT Study[J]. 杨丽君,黎红,易凌亚,赵文华. 结构化学. 2015(12)
[5]空气稳定的氮杂蒄电子传输材料分子设计及三氮杂蒄衍生物迁移率计算[J]. 马妍,赵蔡斌,王文亮,尹世伟,魏俊发. 中国科学:化学. 2013(09)
[6]原子电荷计算方法的对比[J]. 卢天,陈飞武. 物理化学学报. 2012(01)
[7]表面增强拉曼光谱技术在多环芳烃检测中的应用[J]. 谢云飞,王旭,阮伟东,宋薇,赵冰. 光谱学与光谱分析. 2011(09)
本文编号：3135557
【文章来源】：陕西师范大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：160 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２石墨烯材料的一些）、Ｖ：用??Ｆｉｇ．?１－２?Ｓｏｍｅ?ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ?ｏｆ?ｇｒａｐｈｅｎｅ?ｍａｔｅｒｉａｌｓ??石墨烯是一种电子迁移速率更小更快速的晶体管
图１－３掺杂的石墨烯??Ｆｉｇ．?１－３?Ｄｏｐｅｄ?ｇｒａｐｈｅｎｅ??如图１－３，多环芳烃和含杂原ｆＮ、Ｂ、Ｓ、〇等的杂寇类衍生物都是二维纳米??石墨烯的片段，大的多环芳烃分子以及具有纳米尺寸的含杂原子Ｎ、Ｂ、Ｓ、０等??的杂蔻类衍生物被称为纳米石墨烯。本研究主要研究含氮的吡啶环的多环芳烃，??即氮杂类纳米石墨烯。??由于多环芳烃独特的化学热稳定性、机械性能以及电学性能，可广泛应用于??有机发光二极管（〇ＬＥＤｐ＿６１］、场效应晶体管（〇ＦＥＴ）［６２＿６４］、有机光伏电池（ＯＰＶ）ｌｆｉ５—７２］、??以及太阳能电池％＾＾等。近年来，设计并合成结构新颖、性能突出的多环芳烃［８Ｍ（＞３１??引起了科学界及产业界极人地兴趣。目前有四种可能调节多环芳烃性能的方法??［１０４°６３］：?（１）引入给电子或吸电子官能团：（２）引入杂原子（硼、氮、硫）（３）增加Ｔｔ共辄??体系；（４）边缘修饰。??７??
３．２．１模型??三氮杂裔（ｔｒｉａｚａｃｏｒｏｎｅｎｅ，ＴＡＣ），在寇环ｔ用Ｎ原子代替１，５，９三个位置的Ｃ－Ｈ??基团构建了?１，５，９－三氮杂蔻（ＴＡＣ，见图３．２．１化合物１）。三氮杂蔻衍生物结构则在??此基础上依次分别加入ＯＣＨ３、Ｐｈ取代基闭（２－５）。同时，对于蔻核中的七个六元??环，我们将其分别定义为Ａ、Ｂ、Ａ＇、Ｂ’、Ａ”、Ｂ”和Ｃ。除了部分化合物中含ＭｅＯ、??Ｐｈ等取代基不在同一平面上，其余结构都为平面结构，尽管所有结构均可看成有??三个等同部分构成（见阁３－２不同颜色标出的部分），但为了避免在优化后振动分析??中出现虚频，初始结构中均未预设任何对称性限制。??Ｒ＂＼?Ｒ＇??ａ?Ｎｉ?￥?Ｒ?＝?ＦＴ?＝?ＦＴ?＝?Ｈ?１??Ｒ?－＾；６?Ａ?３；?＾?＾?Ａ＂?Ｎ?Ｒ?＝?Ｈ?Ｒ．?＝?ＲＨ?＝?Ｍｅ〇?２??５?４＼?Ｃ?）＝＜?Ｒ?＝?Ｐｈ?Ｒ＇?＝?Ｒ＂?＝?Ｈ?３??Ｒ＇４－＜：７?Ｂ?Ｖ—／?Ｂ＇?＾Ｒ＂?Ｒ?＝?Ｐｈ?Ｒ＇?＝?ＭｅＯ?Ｒ＂?＝?Ｈ?４??Ａ，ｒ?＝?Ｐｈ?Ｒ＇?＝?Ｈ?Ｒ＂?＝?ＭｅＯ?５??Ｒ＂?Ｎ＝＜＾?Ｒ＇??Ｒ??图３－２二氮杂蔻及其衍生物结构不？意图??Ｆｉｇ．３－２?Ｃｈｅｍｉｃａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｒｉａｚａｃｏｒｏｎｃ?ａｎｄ?ｉｔｓ?ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ??３．２．２研究方法??本章以三氮杂蔻及其衍生物为研究对象，选用密度泛函理论中（ＤＦＴ＞中的??Ｂ３ＬＹＰ杂化泛函
【参考文献】：
期刊论文
[1]Quantifying Electronic Effects in QM and QM/MM Biomolecular Modeling with the Fukui Function[J]. QI Helena W.,KARELINA Maria,KULIK Heather J.. 物理化学学报. 2018(01)
[2]基于萘并二酰亚胺的胺基功能化聚合物的三组分一锅法合成及其在聚合物太阳电池中的应用[J]. 贾涛,郑楠楠,蔡万清,应磊,黄飞. 化学学报. 2017(08)
[3]极性分子键角与键偶极矩的关系[J]. 曹静思,韦美菊,陈飞武. 物理化学学报. 2016(07)
[4]Absorption and Fluorescence Properties of Oxidized and N-doped Graphene Quantum Dots:A Time-dependent DFT Study[J]. 杨丽君,黎红,易凌亚,赵文华. 结构化学. 2015(12)
[5]空气稳定的氮杂蒄电子传输材料分子设计及三氮杂蒄衍生物迁移率计算[J]. 马妍,赵蔡斌,王文亮,尹世伟,魏俊发. 中国科学:化学. 2013(09)
[6]原子电荷计算方法的对比[J]. 卢天,陈飞武. 物理化学学报. 2012(01)
[7]表面增强拉曼光谱技术在多环芳烃检测中的应用[J]. 谢云飞,王旭,阮伟东,宋薇,赵冰. 光谱学与光谱分析. 2011(09)
本文编号：3135557
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