多氮杂环均三嗪衍生物的制备及其性能研究

发布时间：2016-11-13 15:20

  本文关键词：疯草（甘肃棘豆）生物碱系统分析及其毒性的比较病理学研究，由笔耕文化传播整理发布。

《山东轻工业学院》 2010年

多氮杂环均三嗪衍生物的制备及其性能研究

王利振  

【摘要】： 星状均三嗪衍生物是有机功能材料中一类重要的有机化合物,广泛应用于磁性材料、液晶材料、有机光电功能材料等领域,其特殊的星状爆炸结构使该类化合物具有较好的热稳定性和优越的光电性能。本文设计合成了多个星状均三嗪衍生物,并对其热稳定性和电子传输性能进行了研究。 ⑴以三聚氯氰和对羟基苯甲醛为原料,在三乙胺存在下合成了2,4,6-三(对甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪,并对其合成工艺进行了优化,使产率大大提高,产物的结构通过红外光谱、核磁共振及元素分析等表征手段确定。 ⑵以水合肼、甲酸、咔唑等为原料,采用传统方法合成了带有活泼氨基的杂环化合物,然后以冰醋酸为溶剂与2,4,6-三(对甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪的醛基发生缩合反应,生成星状均三嗪杂环化合物。产物的结构通过红外光谱、核磁共振及元素分析等表征手段确定。 ⑶通过差示扫描量热(DSC)曲线和热失重(TG-DTG)曲线研究了化合物的热稳定性,四种化合物均具有较好的热稳定性,在加热过程中没有发生玻璃化转变过程,且四种化合物均在熔融之后马上发生了分解反应,四种化合物的熔融温度分别为:219℃、150℃、190℃、313℃。此外,分析结果表明,官能团甲基和羟甲基的修饰作用使化合物的热稳定性明显下降,羟甲基存在时由于氢键缔合作用,热稳定性稍好,咔唑均三嗪衍生物的热稳定性明显优于其它化合物。 ⑷通过紫外可见光谱和循环伏安曲线计算化合物的能带结构参数,研究化合物的电子传输性能。四种化合物的带隙值( E g)分别为:3.66 eV,3.56 eV,3.54 eV,2.94 eV,LUMO能级值( E LUMO)分别为﹣3.97 eV,﹣3.92 eV,﹣3.85 eV,﹣3.98 eV。作为电子传输材料,化合物的LUMO能级必须小于﹣3.0 eV,本文所合成化合物均已达到要求。此外,数据表明,官能团甲基和羟甲基的存在使化合物的LUMO能级值略有下降,但不明显,说明官能团对化合物起修饰作用的同时并未显著改变化合物的电子传输性能,咔唑均三嗪衍生物的性能与其它化合物接近。 本文的创新之处在于:①设计合成了一系列具有新化学结构的均三嗪杂环化合物;②本文设计合成的化合物为非平面、星状结构,与同类化合物相比,具有较好的热稳定性以及优越的电子传输性能,应用前景广阔。

【关键词】：
【学位授予单位】：山东轻工业学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：O626.2
【目录】：

摘要8-9

ABSTRACT9-11

第1章 绪论11-25

1.1 均三嗪衍生物的合成方法11

1.2 均三嗪衍生物的应用11-23

1.2.1 在杀虫剂和除草剂领域的应用11-12

1.2.2 在医药产品中的应用12-15

1.2.3 在有机染料领域的应用15-16

1.2.4 在荧光增白剂领域的应用16-17

1.2.5 在有机电致发光材料领域的应用17-19

1.2.6 在配位化学领域的应用19-20

1.2.7 用于合成阻燃和绝缘高分子材料20-21

1.2.8 在树状大分子化合物领域的应用21-22

1.2.9 在固相有机反应领域的应用22-23

1.3 论文选题依据和创新点23-25

1.3.1 论文的选题依据23

1.3.2 本文的创新点23-25

第2章 2,4,6-三(对甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪的制备25-33

2.1 仪器及试剂25-26

2.1.1 实验仪器25

2.1.2 主要试剂25-26

2.2 2,4,6-三(对甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪的制备26-27

2.2.1 合成路线26

2.2.2 2,4,6-三(对甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪的制备26-27

2.3 反应工艺的研究27-29

2.3.1 反应方法研究27

2.3.2 反应溶剂的考察27-28

2.3.3 缚酸剂的选择28-29

2.3.4 原料配比的不同对反应的影响29

2.4 2,4,6-三(对甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪的表征29-31

2.4.1 红外光谱分析29-30

2.4.2 核磁共振氢谱分析30

2.4.3 核磁共振碳谱分析30-31

2.4.4 元素分析31

2.5 本章小结31-33

第3章 多氮杂环均三嗪衍生物的制备33-49

3.1 仪器及试剂33-34

3.1.1 实验仪器33

3.1.2 主要试剂33-34

3.2 多氮杂环均三嗪衍生物的制备34-38

3.2.1 4-氨基-1,2,4-三氮唑均三嗪衍生物的制备(化合物1)34-35

3.2.2 4-氨基-3,5-二甲基-1,2,4-三氮唑均三嗪衍生物的制备(化合物2)35-36

3.2.3 4-氨基-3,5-二羟甲基-1,2,4-三氮唑均三嗪衍生物的制备(化合物3)36-37

3.2.4 9-氨基咔唑均三嗪衍生物的制备(化合物4)37-38

3.3 反应工艺的研究38-40

3.3.1 反应溶剂的选择38-39

3.3.2 加料方式的研究39

3.3.3 原料配比的确定39-40

3.4 多氮杂环均三嗪衍生物的红外光谱表征40-42

3.4.1 化合物1 的红外光谱分析40-41

3.4.2 化合物2 的红外光谱分析41

3.4.3 化合物3 的红外光谱分析41-42

3.4.4 化合物4 的红外光谱分析42

3.5 多氮杂环均三嗪衍生物的核磁共振氢谱表征42-46

3.5.1 化合物1 的核磁共振氢谱分析42-43

3.5.2 化合物2 的核磁共振氢谱分析43-44

3.5.3 化合物3 的核磁共振氢谱分析44-45

3.5.4 化合物4 的核磁共振氢谱分析45-46

3.6 多氮杂环均三嗪衍生物的核磁共振碳谱表征46-48

3.6.1 化合物1 的核磁共振碳谱分析46

3.6.2 化合物2 的核磁共振碳谱分析46-47

3.6.3 化合物3 的核磁共振碳谱分析47-48

3.7 多氮杂环均三嗪衍生物的元素分析表征48

3.8 本章小结48-49

第4章 多氮杂环均三嗪衍生物的热稳定性及能带结构参数计算49-65

4.1 实验仪器及试剂49

4.2 化合物的热稳定性研究49-55

4.2.1 测试原理49-51

4.2.2 化合物热稳定性分析51-55

4.2.3 化合物的热稳定性比较55

4.3 化合物能带结构参数的计算55-62

4.3.1 紫外光谱与带隙E_g 的计算原理56-57

4.3.2 紫外光谱与带隙E_g 的计算57-59

4.3.3 化合物的HOMO 与LUMO 能级的计算原理59-60

4.3.4 化合物的循环伏安测试与能带结构参数的计算60-62

4.4 化合物的能带结构参数比较62-63

4.5 本章小结63-65

第5章 结论65-67

5.1 结论65

5.2 展望65-67

参考文献67-75

致谢75-76

在学期间主要科研成果76

一、发表学术论文76

二、其它科研成果76

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