卟啉衍生物的合成与液晶行为及催化聚合研究

论文摘要

本论文合成了两个系列的新型卟啉衍生物,系统研究了卟啉分子在不同温度下的自组织行为,获得了宽液晶相变温度区间、低结晶温度的室温液晶材料;研究了卟啉与碳纳米管(CNTs)复合物在溶液中的光致电荷转移性质。探索了镍卟啉/MAO体系催化苯乙烯聚合的聚合行为,提出聚合反应机理。本论文的主要创新结果如下:(1)证实了所合成的两个系列化合物在一定温度下能够自组织形成柱状液晶相,其液晶态稳定性好、相区宽(最宽达252oC)的特点;证明分子间氢键使得大环共轭液晶的清亮点显著升高。(2)利用共价改性方法,实现了对CNTs的分散;研究了液晶卟啉与CNTs体系的光致电荷转移行为。(3)系统研究了镍卟啉/MAO体系催化苯乙烯聚合的行为,提出了聚合机理。证明了镍卟啉/MAO体系能够高效引发苯乙烯聚合。

论文目录

• 提要
• 第一章 绪论
• 1.1 卟啉和金属卟啉的简介与应用
• 1.1.1 卟啉简介
• 1.1.2 金属卟啉简介
• 1.1.3 卟啉材料的应用领域
• 1.2 卟啉液晶材料的研究进展
• 1.2.1 盘状液晶简介
• 1.2.2 卟啉液晶的研究进展
• 1.2.2.1 β-取代卟啉液晶衍生物
• 1.2.2.2 meso-取代卟啉液晶衍生物
• 1.3 金属卟啉在催化聚合方面的研究进展
• 1.3.1 无终止阴离子聚合
• 1.3.2 活性自由基聚合
• 1.3.3 配位聚合
• 1.4 本论文的选题思想
• 第二章 新型卟啉化合物的合成与结构表征
• 2.1 烷基化合物的合成与结构表征
• 2.1.1 3,4,5-三-n-烷氧基苯甲酸乙酯（n＝7,12,16）的合成与表征
• 2.1.2 3,4,5-三-n-烷氧基苯甲酸（n＝7,12,16）的合成与表征
• 2.1.3 结果讨论
• 2.2 酯基取代系列卟啉化合物的合成与结构表征
• 2.2.1 meso-5,10,15,20-四-（4-羟基苯基）卟啉（TOPP）
• 2.2.2 meso-5,10,15,20-四-{4-[3,4,5-三-（十二烷氧基）苯甲酰氧基]苯基}卟啉（OMR12）
• 2.2.3 meso-5,10,15,20-四-{4-[3,4,5-三-（庚烷氧基）苯甲酰氧基]苯基}卟啉（OMR7）
• 2.2.4 meso-5,10,15,20-四-{4-[3,4,5-三-（十六烷氧基）苯甲酰氧基]苯基}卟啉（OMR16）
• 2.2.5 meso-5,10,15,20-四-{4-[3,4,5-三-（十二烷氧基）苯甲酰氧基]苯基}卟啉锌（OMR12Zn）
• 2.2.6 meso-5,10,15,20-四-{4-[3,4,5-三-（十二烷氧基）苯甲酰氧基]苯基}卟啉镍（OMR12 Ni）
• 2.3 酰胺基取代系列卟啉化合物的合成与结构表征
• 2.3.1 meso-5,10,15,20-四-（4-硝基苯基）卟啉（TNPP）
• 2.3.2 meso-5,10,15,20-四-（4-氨基苯基）卟啉（TAPP）
• 2.3.3 meso-5,10,15,20-四-{4-[3,4,5-三-（十二烷氧基）苯甲酰氧胺基]苯基}卟啉（AMR12）
• 2.3.4 meso-5,10,15,20-四-{4-[3,4,5-三-（十六烷氧基）苯甲酰氧胺基]苯基}卟啉（AMR16）
• 2.3.5 meso-5,10,15,20-四-{4-[3,4,5-三-（十二烷氧基）苯甲酰胺基]苯基}卟啉锌（AMR12Zn）
• 2.3.6 meso-5,10,15,20-四-{4-[3,4,5-三-（十二烷氧基）苯甲酰胺基]苯基}卟啉镍（AMR12Ni）
• 2.4 结果与讨论
• 2.5 小结
• 第三章 卟啉衍生物的自组织行为研究
• 3.1 酯基取代系列卟啉衍生物的自组织行为研究
• 3.1.1 酯基取代系列卟啉偏光织构表征
• 3.1.2 酯基取代系列卟啉液晶相行为研究
• 3.1.3 酯基取代系列卟啉液晶态结构的确定
• 3.2 酰胺基取代系列卟啉衍生物的自组织行为研究
• 3.2.1 酰胺基取代系列卟啉的偏光织构表征
• 3.2.2 酰胺基取代系列卟啉液晶材料的相行为研究
• 3.2.3 酰胺基取代系列卟啉衍生物的液晶态结构的确定
• 3.2.4 氢键对卟啉液晶分子聚集结构的影响
• 3.2.5 酰胺基取代卟啉液晶态分子排列模型
• 3.3 AMR16 纳米液晶聚集体的形成
• 3.4 小结
• 第四章 卟啉-碳纳米管共轭体系的光致电荷转移
• 4.1 卟啉与碳纳米管的光致电荷转移
• 4.1.1 卟啉-碳纳米管分散体系的制备
• 4.1.2 OMR12 与碳纳米管之间的光致电荷转移
• 4.1.3 AMR12 与碳纳米管之间的光致电荷转移
• 4.2 碳纳米管的化学修饰与表征
• 4.2.1 碳纳米管的化学修饰
• 4.2.2 改性碳纳米管的表征
• 4.3 改性碳纳米管与卟啉之间的电子转移
• 4.4 小结
• 第五章 镍卟啉催化苯乙烯聚合的研究
• 5.1 镍卟啉的合成与结构表征
• 5.1.1 镍卟啉催化剂的合成与表征
• 5.1.2 合成讨论
• 5.2 镍卟啉催化苯乙烯聚合研究
• 5.2.1 聚合实验操作
• 5.2.2 聚合条件对聚合反应的影响
• 5.2.2.1 聚合温度对苯乙烯聚合反应的影响
• 5.2.2.2 铝镍比对苯乙烯聚合反应的影响
• 5.2.2.3 聚合时间对苯乙烯聚合反应的影响
• 5.3 聚合物表征与聚合机理讨论
• 5.3.1 聚合物表征
• 5.3.1.1 聚合物立体构型表征
• 5.3.1.2 聚合物端基分析
• 5.3.1.3 聚合物分子量测试
• 5.3.1.4 聚合物形貌表征
• 5.3.2 聚合机理研究
• 5.3.2.1 顺磁共振检测聚合反应
• 5.3.2.2 Ni（II）TPP 残余在聚合物中的检测
• 5.3.2.3 聚合反应机理模型
• 5.4 小结
• 第六章 结论
• 附录
• 参考文献
• 发表文章
• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT