氮雜蒄類(lèi)化合物分子幾何結(jié)構(gòu)、反應(yīng)活性區(qū)域和紫外光譜的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-13 15:30
本研究是利用DFT原理、在B3LYP/6-31G*計(jì)算水平上對(duì)三氮雜蔻及其衍生物的性質(zhì)進(jìn)行了深入的研究。研究共分五部分:第一章對(duì)有機(jī)光電材料的發(fā)展和應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的回顧,分析了前人研究的成果,提出了本論文的研究主題。第二章圍繞著研究主題,進(jìn)行了研究理論和計(jì)算方法的回顧。在前人的研究基礎(chǔ)上,最終選定以三氮雜苞及其衍生物作為研究對(duì)象來(lái)進(jìn)行具體的研究,制定了可行性的研究方法和研究方案。第三至五章分別以三氮雜蔻及其衍生物(第三章)、三氮雜醌及其衍生物(第四章)、π-擴(kuò)展連三吡啶及其衍生物(第五章)為研究對(duì)象,進(jìn)行了幾何結(jié)構(gòu)、前線分子軌道分析、分子靜電勢(shì)、原子電荷分布、簡(jiǎn)縮福井函數(shù),NICS、紫外-可見(jiàn)光譜特性等相關(guān)的分析研究。主要研究結(jié)果如下:1.三氮雜蔻及其衍生物利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化的相關(guān)計(jì)算和前線分子軌道理論,對(duì)設(shè)計(jì)的三氮雜蔻環(huán)化合物幾何結(jié)構(gòu)的合理性進(jìn)行了分析。計(jì)算結(jié)果顯示,以三氮雜蔻及其衍生物的五個(gè)化合物為研究對(duì)象,同一化合物中非對(duì)稱性的三環(huán)比較,ESP數(shù)值上C>A>B。母體上的取代基的吸電子性越強(qiáng),分子靜電勢(shì)數(shù)值越低。對(duì)于三氮雜蔻上碳原子的電荷進(jìn)行比較,分析后得出,相對(duì)于NPA電荷...
【文章來(lái)源】:陜西師范大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:160 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1-2石墨烯材料的一些)、V:用??Fig.?1-2?Some?applications?of?graphene?materials??石墨烯是一種電子遷移速率更小更快速的晶體管
圖1-3摻雜的石墨烯??Fig.?1-3?Doped?graphene??如圖1-3,多環(huán)芳烴和含雜原fN、B、S、〇等的雜寇類(lèi)衍生物都是二維納米??石墨烯的片段,大的多環(huán)芳烴分子以及具有納米尺寸的含雜原子N、B、S、0等??的雜蔻類(lèi)衍生物被稱為納米石墨烯。本研究主要研究含氮的吡啶環(huán)的多環(huán)芳烴,??即氮雜類(lèi)納米石墨烯。??由于多環(huán)芳烴獨(dú)特的化學(xué)熱穩(wěn)定性、機(jī)械性能以及電學(xué)性能,可廣泛應(yīng)用于??有機(jī)發(fā)光二極管(〇LEDp_61]、場(chǎng)效應(yīng)晶體管(〇FET)[62_64]、有機(jī)光伏電池(OPV)lfi5—72]、??以及太陽(yáng)能電池%^^等。近年來(lái),設(shè)計(jì)并合成結(jié)構(gòu)新穎、性能突出的多環(huán)芳烴[8M(>31??引起了科學(xué)界及產(chǎn)業(yè)界極人地興趣。目前有四種可能調(diào)節(jié)多環(huán)芳烴性能的方法??[104°63]:?(1)引入給電子或吸電子官能團(tuán):(2)引入雜原子(硼、氮、硫)(3)增加Tt共輒??體系;(4)邊緣修飾。??7??
3.2.1模型??三氮雜裔(triazacoronene,TAC),在寇環(huán)t用N原子代替1,5,9三個(gè)位置的C-H??基團(tuán)構(gòu)建了?1,5,9-三氮雜蔻(TAC,見(jiàn)圖3.2.1化合物1)。三氮雜蔻衍生物結(jié)構(gòu)則在??此基礎(chǔ)上依次分別加入OCH3、Ph取代基閉(2-5)。同時(shí),對(duì)于蔻核中的七個(gè)六元??環(huán),我們將其分別定義為A、B、A'、B’、A”、B”和C。除了部分化合物中含MeO、??Ph等取代基不在同一平面上,其余結(jié)構(gòu)都為平面結(jié)構(gòu),盡管所有結(jié)構(gòu)均可看成有??三個(gè)等同部分構(gòu)成(見(jiàn)閣3-2不同顏色標(biāo)出的部分),但為了避免在優(yōu)化后振動(dòng)分析??中出現(xiàn)虛頻,初始結(jié)構(gòu)中均未預(yù)設(shè)任何對(duì)稱性限制。??R"\?R'??a?Ni?¥?R?=?FT?=?FT?=?H?1??R?-^;6?A?3;?^?^?A"?N?R?=?H?R.?=?RH?=?Me〇?2??5?4\?C?)=<?R?=?Ph?R'?=?R"?=?H?3??R'4-<:7?B?V—/?B'?^R"?R?=?Ph?R'?=?MeO?R"?=?H?4??A,r?=?Ph?R'?=?H?R"?=?MeO?5??R"?N=<^?R'??R??圖3-2二氮雜蔻及其衍生物結(jié)構(gòu)不?意圖??Fig.3-2?Chemical?structure?diagram?of?triazacoronc?and?its?derivatives??3.2.2研究方法??本章以三氮雜蔻及其衍生物為研究對(duì)象,選用密度泛函理論中(DFT>中的??B3LYP雜化泛函
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Quantifying Electronic Effects in QM and QM/MM Biomolecular Modeling with the Fukui Function[J]. QI Helena W.,KARELINA Maria,KULIK Heather J.. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2018(01)
[2]基于萘并二酰亞胺的胺基功能化聚合物的三組分一鍋法合成及其在聚合物太陽(yáng)電池中的應(yīng)用[J]. 賈濤,鄭楠楠,蔡萬(wàn)清,應(yīng)磊,黃飛. 化學(xué)學(xué)報(bào). 2017(08)
[3]極性分子鍵角與鍵偶極矩的關(guān)系[J]. 曹靜思,韋美菊,陳飛武. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2016(07)
[4]Absorption and Fluorescence Properties of Oxidized and N-doped Graphene Quantum Dots:A Time-dependent DFT Study[J]. 楊麗君,黎紅,易凌亞,趙文華. 結(jié)構(gòu)化學(xué). 2015(12)
[5]空氣穩(wěn)定的氮雜蒄電子傳輸材料分子設(shè)計(jì)及三氮雜蒄衍生物遷移率計(jì)算[J]. 馬妍,趙蔡斌,王文亮,尹世偉,魏俊發(fā). 中國(guó)科學(xué):化學(xué). 2013(09)
[6]原子電荷計(jì)算方法的對(duì)比[J]. 盧天,陳飛武. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2012(01)
[7]表面增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)在多環(huán)芳烴檢測(cè)中的應(yīng)用[J]. 謝云飛,王旭,阮偉東,宋薇,趙冰. 光譜學(xué)與光譜分析. 2011(09)
本文編號(hào):3135557
【文章來(lái)源】:陜西師范大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
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【部分圖文】:
圖1-2石墨烯材料的一些)、V:用??Fig.?1-2?Some?applications?of?graphene?materials??石墨烯是一種電子遷移速率更小更快速的晶體管
圖1-3摻雜的石墨烯??Fig.?1-3?Doped?graphene??如圖1-3,多環(huán)芳烴和含雜原fN、B、S、〇等的雜寇類(lèi)衍生物都是二維納米??石墨烯的片段,大的多環(huán)芳烴分子以及具有納米尺寸的含雜原子N、B、S、0等??的雜蔻類(lèi)衍生物被稱為納米石墨烯。本研究主要研究含氮的吡啶環(huán)的多環(huán)芳烴,??即氮雜類(lèi)納米石墨烯。??由于多環(huán)芳烴獨(dú)特的化學(xué)熱穩(wěn)定性、機(jī)械性能以及電學(xué)性能,可廣泛應(yīng)用于??有機(jī)發(fā)光二極管(〇LEDp_61]、場(chǎng)效應(yīng)晶體管(〇FET)[62_64]、有機(jī)光伏電池(OPV)lfi5—72]、??以及太陽(yáng)能電池%^^等。近年來(lái),設(shè)計(jì)并合成結(jié)構(gòu)新穎、性能突出的多環(huán)芳烴[8M(>31??引起了科學(xué)界及產(chǎn)業(yè)界極人地興趣。目前有四種可能調(diào)節(jié)多環(huán)芳烴性能的方法??[104°63]:?(1)引入給電子或吸電子官能團(tuán):(2)引入雜原子(硼、氮、硫)(3)增加Tt共輒??體系;(4)邊緣修飾。??7??
3.2.1模型??三氮雜裔(triazacoronene,TAC),在寇環(huán)t用N原子代替1,5,9三個(gè)位置的C-H??基團(tuán)構(gòu)建了?1,5,9-三氮雜蔻(TAC,見(jiàn)圖3.2.1化合物1)。三氮雜蔻衍生物結(jié)構(gòu)則在??此基礎(chǔ)上依次分別加入OCH3、Ph取代基閉(2-5)。同時(shí),對(duì)于蔻核中的七個(gè)六元??環(huán),我們將其分別定義為A、B、A'、B’、A”、B”和C。除了部分化合物中含MeO、??Ph等取代基不在同一平面上,其余結(jié)構(gòu)都為平面結(jié)構(gòu),盡管所有結(jié)構(gòu)均可看成有??三個(gè)等同部分構(gòu)成(見(jiàn)閣3-2不同顏色標(biāo)出的部分),但為了避免在優(yōu)化后振動(dòng)分析??中出現(xiàn)虛頻,初始結(jié)構(gòu)中均未預(yù)設(shè)任何對(duì)稱性限制。??R"\?R'??a?Ni?¥?R?=?FT?=?FT?=?H?1??R?-^;6?A?3;?^?^?A"?N?R?=?H?R.?=?RH?=?Me〇?2??5?4\?C?)=<?R?=?Ph?R'?=?R"?=?H?3??R'4-<:7?B?V—/?B'?^R"?R?=?Ph?R'?=?MeO?R"?=?H?4??A,r?=?Ph?R'?=?H?R"?=?MeO?5??R"?N=<^?R'??R??圖3-2二氮雜蔻及其衍生物結(jié)構(gòu)不?意圖??Fig.3-2?Chemical?structure?diagram?of?triazacoronc?and?its?derivatives??3.2.2研究方法??本章以三氮雜蔻及其衍生物為研究對(duì)象,選用密度泛函理論中(DFT>中的??B3LYP雜化泛函
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Quantifying Electronic Effects in QM and QM/MM Biomolecular Modeling with the Fukui Function[J]. QI Helena W.,KARELINA Maria,KULIK Heather J.. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2018(01)
[2]基于萘并二酰亞胺的胺基功能化聚合物的三組分一鍋法合成及其在聚合物太陽(yáng)電池中的應(yīng)用[J]. 賈濤,鄭楠楠,蔡萬(wàn)清,應(yīng)磊,黃飛. 化學(xué)學(xué)報(bào). 2017(08)
[3]極性分子鍵角與鍵偶極矩的關(guān)系[J]. 曹靜思,韋美菊,陳飛武. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2016(07)
[4]Absorption and Fluorescence Properties of Oxidized and N-doped Graphene Quantum Dots:A Time-dependent DFT Study[J]. 楊麗君,黎紅,易凌亞,趙文華. 結(jié)構(gòu)化學(xué). 2015(12)
[5]空氣穩(wěn)定的氮雜蒄電子傳輸材料分子設(shè)計(jì)及三氮雜蒄衍生物遷移率計(jì)算[J]. 馬妍,趙蔡斌,王文亮,尹世偉,魏俊發(fā). 中國(guó)科學(xué):化學(xué). 2013(09)
[6]原子電荷計(jì)算方法的對(duì)比[J]. 盧天,陳飛武. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2012(01)
[7]表面增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)在多環(huán)芳烴檢測(cè)中的應(yīng)用[J]. 謝云飛,王旭,阮偉東,宋薇,趙冰. 光譜學(xué)與光譜分析. 2011(09)
本文編號(hào):3135557
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