水溶性萘菁锌配合物的合成表征及性质测试

论文摘要

萘菁是酞菁的主要衍生物之一,具有更大的平面共轭结构,氧化还原势、光电导性和催化能力等均有明显改善,但同时萘菁的溶解性也明显降低。非取代萘菁在常用有机溶剂中的溶解度均较低。这制约了萘菁的进一步研究。一直以来,人们都在对合成取代萘菁的方法进行探索,试图找出一种简便易行的方法合成出具有良好溶解性的合成路线。目前为止,仅有关于磺酸基和磷酸基取代的水溶性萘菁的报道。在本论文中,我们合成了两种新型水溶性萘菁锌配合物,对其进行结构表征并研究了它们的部分性质。论文的主要内容如下：1.合成了两种2,3-二腈基萘的衍生物：6-溴-7-[（4-羧基甲酯）苯氧基]-2,3-二腈基萘和6-[（4-羧基甲酯）苯氧基]-2,3-二腈基萘作为配体。以锌离子为模板、正庚醇为溶剂,利用1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯（DBU）为催化剂,加热反应使所得的配体成环,随后进行水解反应生成了四溴-四[（4-羧酸）苯氧基]取代萘菁锌（Nc-1）和四[（4-羧酸）苯氧基]取代萘菁锌（Nc-s-1）。利用核磁、紫外可见光谱、质谱、红外光谱、热重对所制得的取代萘菁锌进行了表征,确定已经成功合成所设计的分子。确定THF-d8是最合适的核磁溶剂。2.利用紫外可见光谱,对Nc-1和Nc-s-1的溶解性进行了详细研究。结果表明,两种萘菁锌在常用有机溶剂如DMF、THF等中均表现出良好的溶解性；在氯仿中,Nc-s-1表现出比Nc-1更好的溶解性。在弱碱性的水中,Nc-1表现出最好的溶解度。而在DMF-水溶剂体系中,随着水的比例的增加,分子在溶剂中明显聚集。证明了我们所设计合成的萘菁锌具有良好的溶解性并具有一定的水溶性。3.利用紫外可见光谱,对Nc-1、Nc-s-1及未水解的四溴取代萘菁锌（Nc-2）的DMF溶液进行光稳定性研究。结果表明,随着光照时间的延长,两种四溴取代萘菁锌均发生分解,但表现出了不同的趋势：Nc-1在测试过程中产生聚集,这种聚集明显减弱了光线对Nc-1的破坏作用；Nc-2未发生明显聚集,可以完全分解。而在对Nc-s-1的研究中我们发现,其分子在溶剂中以二聚体形式存在,光照、加热或超声可以破坏这种二聚体。4.对Nc-1和Nc-2进行光限幅性质测试。结果显示,当浓度为10-2M,样品池厚度为2mm时,Nc-1的临界值为200μJ, Nc-2的临界值为328μJ,表现出了良好的光限幅性质。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1. 概述
• 2. 研究历史及现状
• 3. 研究意义
• 4. 本论文的主要工作
• 参考文献
• 第二章 四溴-四[（4-羧酸）苯氧基]取代萘菁锌配合物合成表征及性质测试
• 1. 引言
• 2. 实验部分
• 2.1 主要实验试剂及设备
• 2.2 化合物合成路线
• 2.3 反应步骤
• 2.4 非线性光学性能测试
• 3. 结果与讨论
• 3.1 合成
• 3.2 图谱分析
• 3.3 聚集态测试
• 3.4 光稳定性测试
• 3.5 光限幅性质测试
• 4. 小结
• 参考文献
• 第三章 四[（4-羧酸）苯氧基]取代萘菁锌配合物的合成表征及性质测试
• 1. 引言
• 2. 实验部分
• 2.1 主要实验试剂及设备
• 2.2 化合物合成路线
• 2.3 反应步骤
• 3. 结果与讨论
• 3.1 合成
• 3.2 图谱分析
• 3.3 溶解性测试
• 3.4 光照稳定性测试
• 3.5 荧光光谱测试
• 4. 小结
• 参考文献
• 第四章 总结与展望
• 致谢
• 攻读硕士学位期间的论文情况
• 学位论文评阅及答辩情况表