含光致變色結(jié)構(gòu)的金屬化合物與大環(huán)化合物的合成及性質(zhì)研究.pdf

1、隨著近年來(lái)信息科學(xué)與相關(guān)技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)計(jì)算機(jī)微處理系統(tǒng)提出了更高的要求。人們?yōu)榱送黄萍呻娐返奈锢順O限和工藝極限，尋求在分子水平上設(shè)計(jì)和制作具有特定功能的超微型分子電子器件，如分子導(dǎo)線、分子開(kāi)關(guān)、分子整流器和分子存儲(chǔ)器等。因而有關(guān)分子電子器件的研究，成為交叉于化學(xué)和材料科學(xué)的國(guó)際前沿課題和熱點(diǎn)領(lǐng)域。 具有光致變色性質(zhì)的信息存儲(chǔ)材料是組成分子電子器件的基本材料之一。因此探索、發(fā)現(xiàn)和開(kāi)發(fā)具有結(jié)構(gòu)新穎、性質(zhì)獨(dú)特的光致變色化合物，具

2、有重要的意義。本文從兩種光致變色體系出發(fā)，分別研究了具有偶氮苯和二噻吩基乙烯結(jié)構(gòu)單元的金屬有機(jī)化合物及大環(huán)化合物的合成、結(jié)構(gòu)和光致變色性質(zhì)，探索了它們作為分子器件應(yīng)用前景的可能性。具體研究?jī)?nèi)容如下： 1、第一章中描述了與光致變色相關(guān)的概念，綜述了近十年來(lái)偶氮體系和二噻吩基乙烯體系中金屬化合物及多光致變色單元的研究進(jìn)展。提出了在這兩個(gè)體系中引入C-M鍵以及在二噻吩基乙烯體系中合成光控形狀可調(diào)的大環(huán)化合物的工作設(shè)想； 2、第

3、二章中以雙炔取代的偶氮苯為母體結(jié)構(gòu)，通過(guò)金屬釕試劑的插入反應(yīng)首次將C-M σ鍵引入到偶氮苯結(jié)構(gòu)中，合成了6個(gè)具有σ，σ-偶氮苯橋鏈的雙金屬化合物。通過(guò)NMR、X-ray以及元素分析等表征了它們的結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)討論了化合物在光控條件下的電子離域性、光異構(gòu)化性質(zhì)及開(kāi)關(guān)行為。光異構(gòu)化結(jié)果表明金屬化合物具有較好的光致變色性質(zhì)；電化學(xué)結(jié)果證實(shí)偶氮苯橋鏈兩端的金屬之間存在相互作用； 3、第三章中以甲?；〈亩绶曰蚁┗衔餅樵希ㄟ^(guò)Wit

4、tig反應(yīng)和羥醛縮合反應(yīng)將二茂鐵引入到二噻吩基乙烯體系中，合成了6個(gè)具有二茂鐵結(jié)構(gòu)單元的二噻吩基乙烯化合物；以雙炔取代的二噻吩基乙烯化合物為原料，分別合成了1個(gè)具有C-M鍵的雙金化合物和2個(gè)雙金屬釕化合物。通過(guò)NMR、X-ray以及元素分析等表征了它們的結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)討論了化合物在光控條件下的光致變色性質(zhì)和熱穩(wěn)定性。結(jié)果表明在二噻吩基乙烯體系中引入二茂鐵有利于提高開(kāi)環(huán)體與閉環(huán)體的熱穩(wěn)定性，紫外-可見(jiàn)吸收光譜表明金屬與配體之間存在電子轉(zhuǎn)移(M

5、LCT)； 4、第四章中以氯取代的二噻吩基乙烯化合物為原料，將磷原子引入到二噻吩基乙烯體系中，合成了9個(gè)具有二噻吩基乙烯結(jié)構(gòu)單元的雙膦配體及其衍生物和2個(gè)雙金化合物以及1個(gè)大環(huán)化合物。通過(guò)NMR、X-ray以及元素分析等表征了它們的結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)討論了化合物在光控條件下的光致變色性質(zhì)、響應(yīng)速度和量子收率。結(jié)果表明在二噻吩基乙烯體系中引入磷原子有利于提高化合物的光響應(yīng)速度和量子收率； 5、第五章中以甲酰基取代的二噻吩基乙烯化合

6、物為原料，合成了5個(gè)二噻吩基乙烯類(lèi)席夫堿化合物。通過(guò)NMR、X-ray以及元素分析等表征了它們的結(jié)構(gòu)，討論了化合物在光控條件下的光致變色性質(zhì)，重點(diǎn)討論了八種不同的金屬離子對(duì)化合物光致變色性質(zhì)的影響。結(jié)果表明金屬汞離子能夠使化合物的開(kāi)關(guān)行為被鎖定在開(kāi)環(huán)狀態(tài)或閉環(huán)狀態(tài)而不受光的控制，而當(dāng)加入EDTA后，化合物又能重新發(fā)生光致變色反應(yīng)，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)其它的大多數(shù)金屬離子對(duì)化合物的光致變色性質(zhì)都會(huì)產(chǎn)生一定的影響； 6、第六章中以氯取代的二噻吩基乙烯