多酸有机亚胺衍生物的合成、结构与性能研究

论文题目: 多酸有机亚胺衍生物的合成、结构与性能研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 应用化学

作者: 李强

导师: 郭洪猷

关键词: 多酸有机亚胺衍生物,有机无机杂化材料,合成,二环己基碳二亚胺,晶体结构,即代甚扮应

文献来源: 北京化工大学

发表年度: 2005

论文摘要: 多酸化合物是由钒、铌、钽、钼和钨等过渡元素自身或相互间、或与其它元素间所形成的一大类阴离子型“分子态”金属氧化物簇。由于多酸化合物具有纳米范畴的分子尺寸和由d-π轨道和d-π电子所决定的特征电子结构,故表现出奇特的光、电、磁、催化及药理等特性;而有机化合物具有优良的分子裁剪与修饰性能,特别是有机共轭化合物作为新一代的光电材料,其结构和性质易于调控。因此两类化合物的化学结合,由于p-π与d-π轨道的互相作用,可获得性能优异的新材料。特别是由Maatta等人开创的直接亚胺基化法,这样所得到的多酸有机亚胺衍生物,由于有机配体上的氮原子以三键方式与多酸根中的金属原子配位,因而可以使多酸根与有机共轭体系共价键联,导致d-π轨道和p-π轨道间十分强烈的相互作用,而产生更加新颖奇特的物理和化学性能。此外,利用分子剪裁和组装而形成的多酸衍生物可以构造含多酸的网状和树枝状分子系统,从而制备出新型的有机-无机杂化材料。因此,多酸有机亚胺衍生物的合成、结构与性能研究,开发一类具有新奇结构和特异性能的有机-无机杂化材料,将对多酸化学的发展起巨大的推动作用。这无论在理论上还是在应用上都具有重要的意义。 本论文在DCC脱水法的基础上,详细研究多酸衍生物的合成化学,采用各种有机伯胺类化合物及其它含氨基的配体,对Lindqvist结构类型的含钼多酸根及其衍生物进行了化学修饰,进而利用亲核反应进行分子剪裁和组装,制备出新型的有机-无机杂化材料。初步探索其作为催化材料和光、电、磁功能材料的应用。 在Maatta等人开创的直接亚胺基化法的基础上,本论文提出了新的合成方案,即盐酸苯胺盐法。并采用此方案合成了六个新的单取代多酸有机亚胺衍生物（Bu4N）2[Mo6O18（=NR）],式中R为:o-ClC6H4,m-ClC6H4,p-ClC6H4,p-BrC6H4,o-CH3C6H4,o-CNC6H4。 通过UV-Vis光谱对该合成反应进行监测,提出了最佳的合成条件,即为:采用10mL脱水乙腈为溶剂,于81-84℃回流反应6小时,原料配比为（Bu4N）4[α-Mo8O26]:RNH2·HCl:DCC=1∶2.0∶3.4。 此外,仅以邻甲苯胺作为合成原料,则合成反应得到邻甲苯胺双取代的六钼酸根有机亚胺衍生物。通过这两种合成方案的对比,提出

论文目录:

一、导言

二、文献综述

2.1 多酸化学概述

2.1.1 多酸化学研究简史

2.1.2 同多钼酸化合物概述

2.1.3 同多钼酸盐的制备

2.2 多酸的有机衍生物研究进展

2.2.1 多酸的化学修饰—多酸有机衍生物的合成

2.2.2 多酸有机衍生物的研究现状

2.3 多酸有机亚胺衍生物研究进展

2.3.1 单取代的六钼酸根有机亚胺衍生物的制备

2.3.2 多取代的六钼酸根有机亚胺衍生物的制备

2.3.3 单取代的其它多酸根有机亚胺衍生物的制备

2.3.4 多酸的有机亚胺衍生物的进一步修饰与组装

2.4 本论文的研究内容

2.4.1 合成

2.4.2 组成测定和结构表征

2.4.3 光谱性能研究

三、仪器药品

3.1 仪器

3.2 药品

四、实验内容

4.1 单取代的六钼酸根有机亚胺衍生物的合成

4.1.1 原料的合成

4.1.2 单取代的六钼酸根有机亚胺衍生物的合成

4.2 单取代的六钼酸根有机亚胺衍生物的分子裁剪---功能化

4.3 双取代的六钼酸根有机亚胺衍生物的合成

4.4 钼酸根的有机亚胺衍生物的组成、结构与性能表征

4.4.1 元素分析

4.4.2 紫外可见光谱(UV-Vis)

4.4.3 红外光谱(IR)

4.4.4 核磁共振波谱(~1H-NMR)

4.4.5 单晶结构测定

4.4.6 反射光谱(UV-VIS-NIR)

五、结果与讨论

5.1 合成反应

5.1.1 单取代产物的合成及合成条件的优化

5.1.2 单取代的六钼酸根有机亚胺衍生物分子裁剪—功能化

5.1.3 邻甲苯胺双取代的六钼酸根有机亚胺衍生物的合成

5.1.4 单及双取代的六钼酸根有机亚胺衍生物的合成反应机理的探讨

5.2 晶体结构

5.2.1 产物(Bu_4N)_2[Mo_6O_(18)(=No-ClC_6H_4)](1)的晶体结构

5.2.2 产物(Bu_4N)_2[Mo_6O_(18)(=Nm-ClC_6H_4)](2)的晶体结构

5.2.3 产物(Bu_4N)_2[Mo_6O_(18)(=Np-ClC_6H_4)](3)的晶体结构

5.2.4 产物(Bu_4N)_2[Mo_6O_(18)(=Np-BrC_6H_4)](4)的晶体结构

5.2.5 产物(Bu_4N)_2[Mo_6O_(18)(=No-CH_3C_6H_4)](5)的晶体结构

5.2.6 产物(Bu_4N)_2[Mo_6O_(18)(=No-CNC_6H_4)](6)的晶体结构

5.2.7 产物(Bu_4N)_2[Mo_6O_(17)(=No-CH_3C_6H_4)_2](7)的晶体结构

5.3 六钼酸根有机亚胺衍生物的谱学性能

5.3.1 紫外可见光谱(UV-Vis)

5.3.2 六钼酸根有机亚胺衍生物的红外光谱(IR)

5.3.3 六钼酸根有机亚胺衍生物的~1H-核磁共振谱(~1H-NMR)

5.3.4 六钼酸根有机亚胺衍生物的反射光谱和光学能隙---导电性能

六、结论

6.1 本论文总结

6.2 存在的问题与本课题研究的展望

主参文献

附录1，产物的UV-Vis，IR，~1H-NMR谱图

致谢

攻读博士期间发表和待发表的论文目录

发布时间: 2005-09-26

参考文献

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• [2].源于多酸的固体材料的设计、合成及催化性能研究[D]. 马媛媛.东北师范大学2018
• [3].多酸/半导体复合材料的设计制备及其在光电器件中的应用[D]. 王天奇.东北师范大学2018
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