金屬卟啉衍生物的合成及在自愈合材料中的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間：2021-11-25 08:45
本論文合成出了分別含有甲氧酰基、羧基和肼�；然鶊F(tuán)的系列卟啉衍生物和相應(yīng)的含有Zn2+和Cu2+的金屬卟啉衍生物。通過紅外光譜,紫外-可見吸光譜等方法對(duì)上述材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征的同時(shí),還對(duì)其光物理性質(zhì)進(jìn)行了測(cè)試;在此基礎(chǔ)上,將甲氧�；Ⅳ然碗迈；δ芑慕饘龠策刖郾┧崮z中,制備出了9種自愈合發(fā)光凝膠材料。通過應(yīng)力—應(yīng)變拉伸實(shí)驗(yàn)和循環(huán)拉伸測(cè)驗(yàn)對(duì)材料的自愈合性質(zhì)進(jìn)行了測(cè)試分析;最后在量化層面上對(duì)配合物的基態(tài)幾何結(jié)構(gòu)和紫外-可見吸收光譜進(jìn)行了理論模擬,具體內(nèi)容如下:1.合成系列卟啉及金屬卟啉衍生物,討論了所合成物質(zhì)的光物理性質(zhì):由紫外-可見吸收光譜圖可知,合成的系列卟啉及金屬卟啉衍生物的較強(qiáng)的吸收帶在420 nm左右;其中甲氧�；δ芑腜or-COOCH3、CuPor-COOCH3和ZnPo r-COOCH3的最大發(fā)射峰分別位于735 nm、530 nm和525 nm;羧基功能化的P or-COOH、CuPor-COOH和ZnPor-COOH的最大發(fā)射峰分別位于720 nm、...
【文章來源】：長春理工大學(xué)吉林省
【文章頁數(shù)】：65 頁
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
超疏水性表面材料的自愈合機(jī)理圖[22]
第1章緒論10它們還具有潛在的腐蝕抑制劑的作用，可遠(yuǎn)距離修復(fù)航空航天，海洋和民用建筑金屬涂層上的裂紋。在未來十年中對(duì)自修復(fù)PU的研究將集中在新概念的開發(fā)上，這些新概念還涵蓋了機(jī)械以外的優(yōu)異特性。1.2卟啉衍生物及其性質(zhì)研究現(xiàn)狀1.2.1卟啉的簡介卟啉(Porphyrins)是卟吩(Porphine)外環(huán)帶有取代基的衍生物同系物和同系物的總稱。卟吩環(huán)上含有4個(gè)吡咯環(huán)，它是24原子、26電子大π體系，是平面型分子，是高度共軛的芳香體系，結(jié)構(gòu)和性質(zhì)十分穩(wěn)定。4個(gè)吡咯環(huán)之間的(5,10,15,20)被稱作中位(meso)碳，其余8個(gè)可被取代的碳稱作外環(huán)碳。當(dāng)在α,β,γ,δ位置上分別接上R1,R2,R3,R4取代基則形成一系列卟啉(如圖1.5)。當(dāng)卟吩環(huán)沒有取代基時(shí)其結(jié)構(gòu)近似于平面型，但當(dāng)卟吩環(huán)接上取代基時(shí)，其結(jié)構(gòu)易受取代基的影響而變形[44]。當(dāng)卟吩中吡咯上的質(zhì)子被金屬取代后即成金屬卟啉，其結(jié)構(gòu)如圖1.5所示。圖1.5卟吩、卟啉以及金屬卟啉分子結(jié)構(gòu)圖卟啉類化合物的紫外可見光譜吸收范圍一般在可見光區(qū)和近紅外區(qū)，其中在吸收光譜400-450nm范圍內(nèi)的吸收較強(qiáng)，稱為Soret帶；吸收光譜中500-750nm范圍內(nèi)的吸收相對(duì)較弱，稱為Q帶。由于卟啉是大環(huán)共軛體系，在其中位碳和外環(huán)碳上易修飾上其它基團(tuán)，可以拓寬其在可見光區(qū)范圍的吸收。并且大環(huán)中心鰲合上金屬后，利于電子的流動(dòng)和分離，對(duì)可見光的響應(yīng)增強(qiáng)，這使其在可見光的吸收和能量傳輸與轉(zhuǎn)化方面具有優(yōu)良的性能。1.2.2卟啉衍生物的發(fā)光性質(zhì)有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)和有機(jī)/聚合物發(fā)光材料因其在大面積平板顯示器
第2章金屬卟啉衍生物的合成152.2.1.15,10,15,20-四甲氧�；交策�(Por-COOCH3)的合成圖2.1Por-COOCH3的合成路線圖(i)丙酸，140℃，2h圖2.1為Por-COOCH3的合成路線，具體過程：將新蒸的吡咯25mmol(1.76mL)和對(duì)醛基苯甲酸甲酯25mmol(4.104g)以及100mL丙酸加入到250mL的三口燒瓶中，將吡咯用丙酸稀釋，緩慢滴入到三口燒瓶中，大約滴加30min左右，然后在140℃氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下反應(yīng)2小時(shí)，對(duì)反應(yīng)混合物進(jìn)行過濾，收集生成固體，經(jīng)柱層析以石油醚/乙酸乙酯(v/v=5/1)為洗脫劑，再用二氯甲烷沖洗，通過減壓旋蒸除去溶劑，純化得到目標(biāo)產(chǎn)物，產(chǎn)率為75%。2.2.1.25,10,15,20-四甲氧酰基苯基銅卟啉(CuPor-COOCH3)的合成圖2.2CuPor-COOCH3的合成路線圖(ii)DMF，120℃，4h圖2.2為CuPor-COOCH3的合成路線，具體過程：將氯化銅5mmol(0.67225g)和Por-COOCH31mmol(0.8476g)以及120mLDMF加入到250mL的三口燒瓶中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下120℃加熱攪拌4小時(shí)。冷卻后加入大量的去離子水，攪拌至過夜。第二天抽濾并不斷用去離子水沖洗，真空干燥箱內(nèi)70℃條件下干燥8小時(shí)，產(chǎn)率為55%。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Protonation effect on the nonlinear absorption, nonlinear refraction and optical limiting properties of tetraphenylporphyrin[J]. 張校亮,陳小紅. Optoelectronics Letters. 2019(02)
碩士論文
[1]卟啉金屬配合物/碳管復(fù)合材料的制備及可見光光解水制氫應(yīng)用[D]. 王超峰.河南大學(xué) 2017
本文編號(hào)：3517798
【文章來源】：長春理工大學(xué)吉林省
【文章頁數(shù)】：65 頁
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
超疏水性表面材料的自愈合機(jī)理圖[22]
第1章緒論10它們還具有潛在的腐蝕抑制劑的作用，可遠(yuǎn)距離修復(fù)航空航天，海洋和民用建筑金屬涂層上的裂紋。在未來十年中對(duì)自修復(fù)PU的研究將集中在新概念的開發(fā)上，這些新概念還涵蓋了機(jī)械以外的優(yōu)異特性。1.2卟啉衍生物及其性質(zhì)研究現(xiàn)狀1.2.1卟啉的簡介卟啉(Porphyrins)是卟吩(Porphine)外環(huán)帶有取代基的衍生物同系物和同系物的總稱。卟吩環(huán)上含有4個(gè)吡咯環(huán)，它是24原子、26電子大π體系，是平面型分子，是高度共軛的芳香體系，結(jié)構(gòu)和性質(zhì)十分穩(wěn)定。4個(gè)吡咯環(huán)之間的(5,10,15,20)被稱作中位(meso)碳，其余8個(gè)可被取代的碳稱作外環(huán)碳。當(dāng)在α,β,γ,δ位置上分別接上R1,R2,R3,R4取代基則形成一系列卟啉(如圖1.5)。當(dāng)卟吩環(huán)沒有取代基時(shí)其結(jié)構(gòu)近似于平面型，但當(dāng)卟吩環(huán)接上取代基時(shí)，其結(jié)構(gòu)易受取代基的影響而變形[44]。當(dāng)卟吩中吡咯上的質(zhì)子被金屬取代后即成金屬卟啉，其結(jié)構(gòu)如圖1.5所示。圖1.5卟吩、卟啉以及金屬卟啉分子結(jié)構(gòu)圖卟啉類化合物的紫外可見光譜吸收范圍一般在可見光區(qū)和近紅外區(qū)，其中在吸收光譜400-450nm范圍內(nèi)的吸收較強(qiáng)，稱為Soret帶；吸收光譜中500-750nm范圍內(nèi)的吸收相對(duì)較弱，稱為Q帶。由于卟啉是大環(huán)共軛體系，在其中位碳和外環(huán)碳上易修飾上其它基團(tuán)，可以拓寬其在可見光區(qū)范圍的吸收。并且大環(huán)中心鰲合上金屬后，利于電子的流動(dòng)和分離，對(duì)可見光的響應(yīng)增強(qiáng)，這使其在可見光的吸收和能量傳輸與轉(zhuǎn)化方面具有優(yōu)良的性能。1.2.2卟啉衍生物的發(fā)光性質(zhì)有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)和有機(jī)/聚合物發(fā)光材料因其在大面積平板顯示器
第2章金屬卟啉衍生物的合成152.2.1.15,10,15,20-四甲氧�；交策�(Por-COOCH3)的合成圖2.1Por-COOCH3的合成路線圖(i)丙酸，140℃，2h圖2.1為Por-COOCH3的合成路線，具體過程：將新蒸的吡咯25mmol(1.76mL)和對(duì)醛基苯甲酸甲酯25mmol(4.104g)以及100mL丙酸加入到250mL的三口燒瓶中，將吡咯用丙酸稀釋，緩慢滴入到三口燒瓶中，大約滴加30min左右，然后在140℃氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下反應(yīng)2小時(shí)，對(duì)反應(yīng)混合物進(jìn)行過濾，收集生成固體，經(jīng)柱層析以石油醚/乙酸乙酯(v/v=5/1)為洗脫劑，再用二氯甲烷沖洗，通過減壓旋蒸除去溶劑，純化得到目標(biāo)產(chǎn)物，產(chǎn)率為75%。2.2.1.25,10,15,20-四甲氧酰基苯基銅卟啉(CuPor-COOCH3)的合成圖2.2CuPor-COOCH3的合成路線圖(ii)DMF，120℃，4h圖2.2為CuPor-COOCH3的合成路線，具體過程：將氯化銅5mmol(0.67225g)和Por-COOCH31mmol(0.8476g)以及120mLDMF加入到250mL的三口燒瓶中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下120℃加熱攪拌4小時(shí)。冷卻后加入大量的去離子水，攪拌至過夜。第二天抽濾并不斷用去離子水沖洗，真空干燥箱內(nèi)70℃條件下干燥8小時(shí)，產(chǎn)率為55%。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Protonation effect on the nonlinear absorption, nonlinear refraction and optical limiting properties of tetraphenylporphyrin[J]. 張校亮,陳小紅. Optoelectronics Letters. 2019(02)
碩士論文
[1]卟啉金屬配合物/碳管復(fù)合材料的制備及可見光光解水制氫應(yīng)用[D]. 王超峰.河南大學(xué) 2017
本文編號(hào)：3517798
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