二茂铁及苯基汞类金属有机化合物的合成、表征与性能研究

论文摘要

依据二茂铁茂环具有芳香性的特点,通过不同方法对茂环进行了多种修饰。一方面,向二茂铁茂环中引入不同的含酸基团,合成二茂铁酸;接着用二茂铁酸与金属离子作用,形成含金属离子的配合物。对合成的二茂铁酸及其配合物进行了表征及电化学性能研究。得到了两个二茂铁酸单晶,用元素分析、红外、紫外对它们进行表征,测定了它们的单晶结构。研究了它们的电化学性能并进行了量子化学分析。另一方面,合成了含二茂铁的西夫碱化合物,通过元素分析、红外、紫外手段对它们进行了表征,对它们的电化学性能也进行了研究。 采用较为温和的实验条件,发现了一个奇特的有机合成反应,并将这一到目前为止尚未报道的新有机合成反应命名为C-X反应。这一反应是在室温下将两个邻苯二甲酸酐在无水三氯化铝及二茂铁存在下以C-C相连,并且没有破坏邻苯二甲酸酐形成的五元环。新生成的新奇化合物内有两个近似正五边形,且该化合物呈中心对称。在该化合物分子内存在的C-O键C-C键是两种有趣的化学键。两个邻苯二甲酸酐形成的碳-碳键长甚至要明显大于乙烷分子中的碳-碳键长;而碳氧键则是非酯、非酐中的碳氧键。分子晶胞堆积显示分子间有大量的氢键,并在氢键作用下,新化合物形成了一维链状无限延伸的超分子化合物。 合成了一系列含苯基汞的金属有机化合物。采用元素分析、红外进行了表征。热性能分析研究表明Hg-C键强于S-Hg键,量子化学密度泛函方法对键级、热性能分析佐证了这一点,理论计算得到了热力学参数:热容、熵、焓与温度的线性方程,便于更为准确描述化合物的热稳定性。非线性计算研究表明该化合物是一种潜在的非线性光学材料。

论文目录

• 第一章 前言
• 1.1 二茂铁类金属有机化合物研究进展
• 1.1.1 二茂铁酸及其与金属离子化合物的合成、性能研究进展
• 1.1.2 二茂铁西夫碱及其与金属离子化合物的合成、性能研究进展
• 1.1.3 其它修饰类型二茂铁金属有机化合物的合成、性能研究进展
• 1.2 含汞金属有机化合物研究进展
• 1.3 本论文主要工作及创新点
• 第二章 二茂铁类金属有机化合物的合成、表征与性能研究
• 2.1 二茂铁酸及其金属离子化合物的合成、表征与性能研究
• 2.1.1 实验部分
• 2.1.1.1 试剂与仪器
• 2.1.1.2 二茂铁酸的合成
• 2.1.1.3 二茂铁酸与金属离子化合物的合成
• 2.1.2 结果与讨论
• 2.1.2.1 红外分析
• 2.1.2.2 紫外分析
• 2.1.2.3 X-衍射分析
• 2.1.2.4 电化学分析
• 2.1.2.5 量子化学分析
• 2.2 二茂铁苯甲醛类西夫碱及其金属离子化合物的合成、表征与性能研究
• 2.2.1 实验部分
• 2.2.1.1 试剂与仪器
• 2.2.1.2 二茂铁苯甲醛类西夫碱的合成
• 2.2.1.3 二茂铁苯甲醛类西夫碱与金属离子化合物的合成
• 2.2.2 结果与讨论
• 2.2.2.1 红外分析
• 2.2.2.2 紫外分析
• 2.2.2.3 电化学分析
• 2.3 一个新颖有机合成反应及一个新奇化合物的合成与表征
• 2.3.1 实验部分
• 2.3.1.1 试剂与仪器
• 2.3.1.2 新化合物的合成
• 2.3.2 结果与讨论
• 2.3.2.1 红外分析
• 2.3.2.2 X-衍射分析
• 2.3.2.3 量子化学分析
• 第三章 苯基汞类金属有机化合物的合成、表征与性能研究
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 试剂与仪器
• 3.1.1.1 苯基溴化汞的合成
• 3.1.1.2 N，N’-二烷基二硫代氨基甲酸钠的合成
• 3.1.1.3 黄原酸钠的合成
• 3.1.1.4 黄原酸苯基汞及N，N’-二烷基二硫代氨基甲酸苯基汞的合成
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 红外分析
• 3.2.2 X-衍射分析
• 3.2.2.1 晶体结构测定
• 3.2.2.2 晶体结构描述
• 3.2.3 热重分析
• 3.2.4 量子化学分析
• 3.2.4.1 模拟红外与量化计算键参数分析
• 3.2.4.2 化合物的热力学性质
• 3.2.4.3 化合物的键级和热性能分析
• 3.2.4.4 非线性光学性质计算
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读研究生期间发表论文目录