4,8-取代1,5-萘啶衍生物的合成与光电性质研究

来源 :南京工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:beibei114
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文以新型有机小分子光电材料的合成与开发为目的,以1,5-萘啶为主体,经过分子设计和化学结构修饰,合成得到了一系列新型的4,8-二芳基取代的1,5-萘啶类化合物(NDC-1~NDC-8)以及以1,5-萘啶为电子受体,氮杂芳环或二芳氨基为电子供体的一系列D-A-D型化合物(NDN-1~NDN-6),并对其热稳定性、光物理性质、电化学性质及构效关系等进行了研究。  首先,以4-羟基吡啶为原料,采用EMME法依次通过硝化反应、甲氧基化反应、铁粉还原反应,分子间缩合反应、分子内缩合反应、水解反应、脱羧反应、溴化氧化反应,成功合成了中间体4,8-二溴-1,5-萘啶(4),并用熔点、核磁共振氢谱、碳谱、质谱进行了表征,证实与预期结构相符。  进而从中间体4,8-二溴-1,5-萘啶(4)出发,以醋酸钯为催化剂,与芳基硼酸(1-1~1-8)发生Suzuki偶联反应,合成得到了8个新型的芳基取代的1,5-萘啶衍生物(NDC-1~NDC-8),收率为41.4-75.8%。另外,从4,8-二溴-1,5-萘啶(4)出发,与含氮芳杂环化合物(3-1~3-3)在碘化亚铜的催化下,通过Ulmann偶联反应,合成得到新型的以1,5-萘啶为电子受体,氮杂芳环为电子供体的D-A-D型1,5-萘啶衍生物(NDN-1~NDN-3),收率为66.5-72.3%;同时,中间体4,8-二溴-1,5-萘啶(4)与二芳胺(3-4~3-6)通过钯催化的Buchwald-Hartwig芳胺化反应合成得到新型的以1,5-萘啶为电子受体,二芳基氨基为电子供体的D-A-D型1,5-萘啶衍生物(NDN-4~NDN-6),收率较高为73.7-85.5%。所有目标化合物经过核磁氢谱、核磁碳谱、红外光谱、质谱、元素分析等方法,证明所合成的化合物的结构与预期结构相符。通过溶剂挥发法得到了目标化合物NDC-2、NDC-5、NDC-6和NDN-5的单晶,经晶体结构分析进一步证实了化合物结构与预期结构相符,并且从分子间堆积方式等方面在微观结构上阐明了分子间的相互作用情况,为研究其固体形态下的光物理性质提供了依据。  其次,利用DSC对所有目标化合物进行了热稳定性能测试。NDC系列化合物都具有较高的熔点(186~365℃),其中只有NDC-2和NDC-7的出现了玻璃化转变,且Tg均高于221℃;NDN系列化合物也都具有较高的熔点(均高于247℃)。NDN系列化合物在测试温度范围之内都没有出现玻璃化相变转化行为。2个系列化合物都具有良好的热稳定性。  利用紫外可见吸收和荧光发射光谱研究了目标化合物的光物理性能。研究结果表明,NDC系列化合物在二氯甲烷稀溶液中的最大吸收波长处于294-399 nm,其荧光最大发射波长位于435 nm-521 nm,在蓝光到蓝绿光范围,荧光量子效率为0.009-0.916,荧光寿命为2.50-3.85 ns。随着1,5-萘啶衍生物共轭链的增长,NDC系列化合物分子的荧光最大发射波长红移,荧光量子效率增大,荧光寿命增长。NDN系列化合物在甲苯稀溶液中的最大吸收波长处于378-409 nm,其荧光最大发射波长位于468-520 nm,荧光量子效率为0.011-0.116,荧光寿命为0.95-5.21 ns。随着NDN系列化合物共轭链的增长和供体单元给电子能力的加强,化合物分子的荧光最大发射波长红移,荧光量子效率增大,荧光寿命增长。  循环伏安测试结果表明NDC系列化合物的电子亲和势(EA)为2.38-2.72 eV,电离能(IP)在4.89-5.04 eV范围,这些数据表明NDC系列1,5-萘啶衍生物既可能具有潜在的电子传输性质,又具有潜在的空穴注入和空穴传输的性质;NDN系列化合物中,化合物NDN-5的EA值为2.22 eV,IP值为4.91 eV,表明化合物NDN-5是一个潜在的性能优秀的空穴注入和空穴传输材料。除化合物NDN-5之外,其他化合物具有较为适中的IP值(5.23~5.48 eV)和EA值(大于2.44 eV),反映了潜在的电子传输的性质。  基于自洽场收敛的Kohn-Sham近似,利用密度泛函理论(Density FunctionTheory,DFT)分别对NDC系列和NDN系列目标化合物分子几何结构进行全优化。运用基态几何构型,采用TDDFT/B3LYP的方法,选择6-31*G(d,p)基组和6-311 g(d,p)基组分别计算了NDC系列和NDN系列化合物分子在真空气态条件下的HOMO、LUMO能级及禁带宽度,与紫外吸收光谱及电化学测试得到的结果大体一致。  本文的工作为今后进一步研究1,5-萘啶类有机发光材料的合成及光电性质打下了基础,为研究1,5-萘啶类衍生物的结构与光物理、电化学等性质之间的关系提供了基本模型和数据。通过进一步的结构优化,有望研究和开发出的性能优良的有机蓝光材料和载流子传输材料。
其他文献
期刊
摘要:随着素质教育和课程改革的不断深入,体育教学的重点也从教授体育知识和体育基本技术和技能到培养学生的终生体育锻炼意识,对于终生体育锻炼意识的培养必须以培养学生的体育学习兴趣入手。培养学生对体育运动的兴趣和爱好,让学生充分体验到参加体育锻炼的乐趣,是奠定學生终生参加体育运动的重要前提。  关键词:小学;体育;兴趣  德国教育家第斯多惠说过:“教育是艺术的本质,不在于传授本领,而在于激励、唤醒、鼓舞
<正>一些果农在给果树施肥时,还存在着方法不科学和施肥部位不当的现象。大多数施肥部位离树干较近,不仅降低了肥料的利用率,而且伤害了果树大根,影响果树的生根、开花结果,
  目的 探讨跟骨关节内骨折内固定治疗的效果。方法 自 2010 年3 月~2012 年9 月,采用切开复位内固定治疗 37 例 37 足移位跟骨关节内骨折。据 Sander 分型,Ⅱ型骨折 15 足,
会议
  目的 探讨核心稳定性训练对腰椎间盘突出症的疗效.方法 将符合腰椎间盘突出症标准的患者分为对照组35 例和实验组34 例.均给予传统治疗,包括理疗、牵引、药物等.实验组同
会议
  目的 观察骨康方联合手法复位小夹板固定结合功能锻炼治疗老年肱骨外科颈骨折的临床疗效.方法 我科自2010.01~2013.02 间收治老年肱骨外科颈骨折患者86 例,将其随机等分为
会议
  目的 建立L1 骨折T12~L2 后路经椎弓根螺钉内固定有限元模型,评估椎弓根螺钉内固定后伤椎负荷变化,探讨螺钉置入不同深度对伤椎的力学影响.方法 收集20 例L1 椎体骨折病人术
学位
水滑石(Hydrotalcite,简称HT)属于层状双羟基阴离子粘土,是一类新型的无机材料。由于其具有层状结构,层间离子的可交换性,同时具有较大的比表面积,容易接受客体阴离子,可被用来作为
冠状动脉疾病(Coronary Artery Disease, CAD);是最常见的心血管疾病,越来越受到全球人民的关注。冠心病的主要机制是动脉粥样硬化(Atherosclerosis, AS)。为了更好地治疗和