基于光功能结构基元的金属配合物的合成、结构与荧光性质

发布时间：2017-08-17 20:40

  本文关键词：基于光功能结构基元的金属配合物的合成、结构与荧光性质

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【摘要】：金属配合物兼具有机组分与无机组分的特点,在功能材料领域受到越来越多的关注,将金属节点与具有优秀光功能特性的有机配体杂化可以构筑出具有广泛应用前景的新颖光功能分子材料。氟硼二吡咯(4,4-difluoro-4-bora-3a,4a-diaza-s-indacene,简称BODIPY)分子拥有大的共轭平面,是一种优秀的光功能有机配体,由于它相对较差的热稳定性以及在有机溶剂中良好的溶解性大大限制了其在固相材料领域的应用,通过合成基于氟硼吡咯分子的金属配合物或者有机超分子网络有可能构筑出具有广泛应用前景的新颖光功能化合物。基于以上思路,本论文采用了两种光功能氟硼吡咯有机配体BDP-I与BDP-II,分别以BDP-I与过渡金属元素Zn、Cd构筑了2种具有优良荧光性质的金属配合物;以BDP-II与不同客体小分子构筑了3种超分子网络结构,研究了客体小分子在结构构筑中的作用,并研究了超分子结构的荧光性质。主要研究内容如下:1)新颖羧基与吡啶基双官能团化的氟硼吡咯类有机配体BDP-I及其苯甲酯的合成、表征与物化性质:利用2,4-二甲基-1H-吡咯-3-羧酸乙酯与4-吡啶甲醛的缩合反应合成了新颖BDP-I的苯甲酯化合物:8-[4-吡啶]-1,3,5,7-四甲基-2,6-二苯甲酯-二氟化硼-二吡咯甲烷(BDP),再通过还原加氢反应,利用BDP制备出具有水溶性的光功能羧酸配体BDP-I:8-[4-吡啶]-1,3,5,7-四甲基-2,6-二羧酸-二氟化硼-二吡咯甲烷。研究了BDP-I及其苯甲酯BDP在不同液相介质与作为固相材料的基本荧光性质,并较为详细的探讨了BDP-I对Hg2+、Cu2+的探针作用,以及对强酸pH的传感性质。实验发现,BDP-I是目前为止第一个能被金属离子(Hg2+)诱导产生H-聚集体的氟硼吡咯分子。2){Zn(BDP-I)(H_2O)}n与{[Cd(BDP-I)(DMF)(H_2O)]·H_2O}n的合成、表征与荧光性质。采用自合成的有机配体BDP-I分别与醋酸锌、硝酸镉构筑出一维丝带状与二维平面状金属配合物,并分析了它们的紫外吸收光谱与荧光发射光谱特征。3)参考文献合成出吡啶基单官能团化的BDP-II:8-[4-吡啶]-1,3,5,7-四甲基-二氟化硼-二吡咯甲烷。以BDP-II为基本骨架构筑了三例超分子网络结构:{(BDP-II)(TFA)}n、{(BDP-II)2(TCQ)}n、{(BDP-II)(tp)(DMF)}n。并分析了不同客体小分子填充的这三例超分子网络的结构与荧光性质。
【关键词】：氟硼吡咯 金属配合物 荧光性质 超分子网络
【学位授予单位】：华侨大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O641.4
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-27
• 1.1 金属配合物概述10-11
• 1.2 光功能金属配合物11-15
• 1.2.1 光致变色性质的金属配合物11-13
• 1.2.2 光致发光性质的金属配合物13-15
• 1.3 光功能有机化合物中的氟硼吡咯类荧光染料15-18
• 1.3.1 光功能氟硼吡咯类有机化合物的合成16-17
• 1.3.2 氟硼吡咯类有机化合物的光功能修饰17-18
• 1.4 氟硼吡咯类有机配体构筑的金属配合物18-22
• 1.5 客体小分子填充的氟硼吡咯类超分子网络22-25
• 1.6 选题目的与意义25-27
• 第2章 新颖BDP-I有机羧酸光功能配体分子及其苯甲酯的合成、表征与物化性质27-51
• 2.1 概述27-28
• 2.2 实验部分28-32
• 2.2.1 实验仪器与试剂28-29
• 2.2.2 分子结构设计与合成路线29-30
• 2.2.3 新颖光功能BDP-I有机羧酸配体分子的合成30-31
• 2.2.4 BDP单晶结构的测试31-32
• 2.3 结果与讨论32-51
• 2.3.1 2,4-二甲基-1H-吡咯-3,甲酯苄的FT-IR/~1H NMR表征32-34
• 2.3.2 BDP的FT-IR / ~1H NMR/~(13)C NMR表征34-35
• 2.3.3 BDP的单晶结构描述/ 物相分析/ 热稳定性分析35-38
• 2.3.4 BDP-I的FT-IR/~1H NMR表征38-39
• 2.3.5 BDP的紫外光谱与荧光光谱39-41
• 2.3.6 BDP-I的紫外光谱与荧光光谱41-43
• 2.3.7 BDP-I对Hg~(2+)和Cu~(2+)的探针作用43-48
• 2.3.8 BDP-I的pH传感性质48-49
• 2.3.9 本章小结49-51
• 第3章 {Zn(BDP-I)(H_2O)}_n、{[Cd(BDP-I)(DMF)(H_2O)]·H_2O}_n金属配合物的合成、表征与荧光性质51-69
• 3.1 引言51
• 3.2 实验部分51-53
• 3.2.1 实验仪器与试剂51-52
• 3.2.2 化合物 1（{Zn(BDP-I)(H_2O)}_n）的合成52
• 3.2.3 化合物 2（{[Cd(BDP-I)(DMF)(H_2O)]·H_2O}_n）的合成52-53
• 3.3 化合物1和 2 单晶结构的测定53-55
• 3.4 化合物 1、2 的结构描述55-62
• 3.4.1 化合物1的结构描述55-58
• 3.4.2 化合物2的结构描述58-62
• 3.5 化合物 1、2 的谱学表征与荧光性质62-67
• 3.5.1 化合物 1、2 的红外光谱分析62
• 3.5.2 化合物 1、2 的物相分析62-64
• 3.5.3 化合物 1、2 的热稳定性分析64-65
• 3.5.4 化合物 1、2 的荧光性质65-67
• 3.6 本章小结67-69
• 第4章 荧光功能性小分子BDP-II构筑的超分子网络69-89
• 4.1 引言69
• 4.2 实验部分69-72
• 4.2.1 实验仪器与试剂69-70
• 4.2.2 有机配体BDP-II的合成与1H NMR表征70-71
• 4.2.3 化合物 3（ {(BDP-II)(TFA)}_n）的合成71
• 4.2.4 化合物 4（{(BDP-II)_2(TCQ)}_n）的合成71
• 4.2.5 化合物 5（{(BDP-II)(tp)(DMF)}_n）的合成71-72
• 4.3 化合物 3、4、5 单晶结构的测定72-74
• 4.4 化合物 3、4、5 的结构描述74-80
• 4.4.1 化合物3的结构描述74-76
• 4.4.2 化合物4的结构描述76-78
• 4.4.3 化合物5的结构描述78-80
• 4.5 化合物 3、4、5 的谱学表征与荧光性质80-87
• 4.5.1 化合物 3、4、5 的红外光谱分析80-81
• 4.5.2 化合物 3、4、5 的物相分析81-82
• 4.5.3 化合物 3、4、5 的热稳定性分析82-84
• 4.5.4 化合物 3、4、5 的荧光性质84-87
• 4.6 本章小结87-89
• 第5章 总结与展望89-93
• 5.1 总结89-90
• 5.2 展望90-93
• 参考文献93-99
• 致谢99-101
• 附录A1 化合物的原子坐标、键长和键角表101-117
• 附录A2 对苯二酸-Cd金属配合物的合成与晶体结构117-126
• A2.1 引言117
• A2.2 实验部分117-119
• A2.3 化合物A1单晶结构的测定119-120
• A2.4 化合物A1结构描述120-122
• A2.5 化合物A1的谱学表征122-123
• A2.6 化合物A1的晶体学数据表123-126
• 个人简历126

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本文编号：691029