新型D-π-A染料分子的理论设计

主要采用密度泛函理论的B3LYP方法,分别对四种新型D-π-A染料分子的几何结构进行优化,获得了四种新型D-π-A染料分子的稳定构型,并研究设计出了同种D-π-A型不同受体基团的有机染料敏化分子结构中的差异对敏化剂分子染料电池性能的影响。最后对结构不同的四种新型D-π-A受体基团的染料分子的量子化学数据进行分析,研究最终得出最好的受体基团。     

一种新的D-π-A型嘧啶衍生物的合成

化合物1用氢氧化钾脱去异丙醇保护基得到端基炔2,化合物2与5-溴-2-十二烷基嘧啶经Sonogashira偶联反应生成3,化合物3用氟化四丁基铵脱去二甲基叔丁基硅基(TBS)保护基得到4,化合物4经取代反应生成了目标化合物5。化合物5的结构经1H NMR和MALDI-TOF mass进行了确认。化合物5中苯环作为donor部分,炔作为π部分,嘧啶作为acceptor部分从而构成了D-π-A结构。     

D-π-A构型的碗烯衍生物的合成及光谱性质

设计并合成了以碗烯为荧光母核的D-π-A构型的荧光分子.以1,6-二溴-2,5-二甲基碗烯为关键中间体,经Buchwald-Hartwig碳氮偶联反应合成了化合物1-二苯胺-6-溴-2,5-二甲基碗烯,并对其荧光性质进行了研究.结果表明:以二苯胺为给电子体构建的新型荧光分子将量子产率提高至22.4％,荧光发射波长红移至...     

新型D-π-A结构的分子设计及理论研究

应用D-π-A结构理论设计了一类以吖啶酮衍生物为电子供体的新型化合物,并采用密度泛函理论方法初步研究了这类新型有化合物的前线分子轨道。研究表明:化合物Ⅱ、Ⅲ具有较好的分子内电荷转移现象,且三种化合物的激发态能级均高于TiO2导带的能级(-4.40 eV),这些化合物能够作为太阳能电池中的染料敏化剂。     

具有D-π-A结构的咔唑衍生物的制备及其性能

以咔唑、5-醛基-2-噻吩硼酸、丙二腈为主要原料,通过Suzuki偶联、Knoevenagel缩合等反应,设计合成了三种具有D-π-A结构的咔唑类衍生物4a、4b、和4c,通过红外和核磁氢谱、核磁碳谱对它们的结构进行了表征,并考察了其紫外吸收光谱、荧光光谱、电化学行为和热稳定性。研究结果表明,4a、4b、和4c在二氯甲烷溶液中的紫外最大吸收波长均为471nm,在二氯甲烷溶液中具有良好的溶解性和溶液成膜性,它们的固态薄膜均在650nm附近辐射出很强的红色荧光,其荧光量子产率分别为66.42%、73.78%和76.18%;它们的最高占有分子轨道(HOMO)能级分别为-5.6eV、-5.8eV和-5.7eV,与正电极(ITO)的功函数(-4.8eV)相匹配,可有效降低空穴注入的能垒,有利于空穴的注入和传输;4a、4b和4c的热分解温度分别为354℃、350℃和203℃,其中4a、4b热稳定性较为突出,4c略差;因此4a、4b和4c有望作为一类具有空穴传输性能、可溶液加工性能的红光材料应用于发光器件中。     

微环境对“D-π-A”型荧光分子发光行为的影响

本文通过研究自制的6种“D-π-A”型共轭有机盐类染料在不同环境中的发光行为,讨论了环境和分子结构对其发光行为的影响。研究结果表明:(1)巴比妥酸盐类可看出引入羟基发生较明显的荧光淬灭现象,且发光峰位显著蓝移;(2)通过比较喹啉盐类吡啶盐类荧光光谱,可知吡啶基受体具有良好的发光特性;(3)三类有机盐的荧光强度均随着溶剂极性的增大而减小,且有不同程度的蓝移。     

具有A-π-D-π-A结构的咔唑衍生物的合成及其光物理性质

设计合成了三种基于咔唑的具有A-π-D-π-A结构的有机小分子发光材料M1～M3,并用红外光谱、核磁共振谱、元素分析对其结构进行了表征。通过紫外-可见(UV-Vis)光谱、荧光光谱、循环伏安法、热重分析(TGA)对其光物理性质进行了研究。结果表明,M1～M3在CH_2Cl_2稀溶液中均在约350、465 nm处出现两个吸收峰,其最大吸收波长均位于约465 nm处,并具有良好的溶解性和溶液成膜性。M1、M2和M3在CH_2Cl_2稀溶液中均发射黄色荧光,发射峰均在575 nm左右;在固体状态下,荧光发射峰均发生显著紅移,荧光发射峰分别位于633、662和685 nm,均发射红色荧光;其最高已占轨道(HOMO)能级分别为-5.29、-5.24和-5.33 eV,与阳极氧化铟锡(ITO)的功函(-4.8～-5.0 eV)相匹配,表现出良好的空穴传输性能;其热分解温度分别为224、307和320℃,热稳定性优良。     

浅谈有机及金属有机苯乙炔树状分子体系的非线性光学性质

计算的电子吸收光谱显示这些树状分子均在低能区域有一个最强的吸收;此外,金属有机体系的吸收光谱和有机体系相比发生了明显的红移。非线性光学性质的计算结果表明共轭体系的扩展和金属有机基团的引入都使得苯乙炔树状分子的非线性光学极化率显著增加,尤其是含Ru体系,其β和γ值呈数量级增长。对于有机体系和含Pd体系,发生在共轭体系内部的π-π＊电荷跃迁是产生分子一阶和二阶超极化率的主要原因。而含Ru体系相当大的非线性响应则主要起源于Ru的d轨道到共轭体系的π的跃迁。同时与Ru相邻的C=C到共轭体系的π-π＊跃迁起着辅助贡献。     

三种偶氮化合物的合成及三阶非线性光学性能

文章选取具有非线性光学活性的偶氮化合物作为研究对象,合成了一组含不同取代基和不同推-拉电子结构的偶氮化合物,并通过红外光谱、紫外-可见吸收光谱、元素分析、核磁共振氢谱等方法对所合成的偶氮化合物结构进行了表征;用单光束Z-扫描的方法对所合成的偶氮化合物的三阶非线性光学性能进行了测试,并结合理论计算分析研究了分子结构对偶氮化合物三阶非线性光学性能的影响。     

非线性光学偶氮分子的合成和跃迁偶极矩的测定

以对硝基苯胺、苯胺、5 氨基嘧啶和N,N 二羟乙基苯胺为原料通过两步重氮化-偶合反应合成了两种给体-受体型非线性光学偶氮分子,用红外光谱、核磁共振、熔点、紫外光谱进行了表征,测定了分子的跃迁偶极矩,两个化合物的跃迁偶极矩分别为7 12D和8 76D,它们在不同极性溶剂中表现出明显的溶致变色效应,紫外吸收最大位移分别达到20nm和15nm。     

四吡咯环状化合物的光物理和三阶非线性光学性质的研究

本论文在设计合成一系列四吡咯环状化合物的基础上，运用多种光谱手段研究周边取代对包括酞菁、三明治型酞菁、芴取代卟啉与氮杂卟啉在内的四吡咯环状化合物及其配合物的光物理性质和受355mn的光激发后所经历的光物理过程；研究不同结构因素对四毗咯环状化合物及其配合物的光物理性质的影响；用光限幅和z一扫描方法检测四吡咯环状化合物的三阶非线性光学响应，研究其三阶非线性光学性质的来源，计算衡量其光限幅性质和三阶非线性光学性质的参数，并分析其产生的原因、结构与非线性光学性质的关系和影响其强弱的因素．得到了一系列有意义的研究成果，为设计合成、制备具有更好三阶非线性光学性能的功能材料提供理论依据：     

D-环丝氨酸的合成

以D-丝氨酸为原料,经酰化、缩合、环合、脱保护4步反应制得D-环丝氨酸,总收率为58.3%。目标产物的化学结构经红外、核磁共振氢谱等确证,纯度经HPLC测定,含量达98.8%。     

有机二阶非线性光学开关材料的研究进展简述

有机非线性光学材料在高性能能器件的设计和制备中具有重要的应用。其中基于外界刺激响应进而实现非线性光学性能调控的有机二阶非线性光学材料具有更多的应用前景。当前,设计兼具较大非线性光学性能、较快开关速度和稳定的开关材料是研究的重点和难点。该文总结了目前报道的有机二阶非线性光学开关材料的种类及各类材料的特征,以便为研究者设计实用型高性能材料提供指导。     

卤代效应对乙酸胍非线性光学性质的影响

针对具有应用价值的卤代乙酸胍（GXA）非线性光学（NLO）晶体研究不系统的问题,设计了系列三卤代和系列氯代的乙酸胍（GAc）体系,通过量子化学计算研究了系列GXA的结构、NLO性质和构效关系,探讨了卤代效应可能的影响机理。结果表明,卤代原子显著地改变了GXA分子构象,并通过不同方式参与强氢键作用来影响超分子堆积。卤代主要通过影响GXA分子的LUMO来改变其能隙（E_gap）。GXA的平均偶极矩（μ_total）和平均极化率<α>随卤原子数量以及半径的增大而增大。超极化率总体上相对于GAc降低,但影响复杂,其中,平均第1超极化率（β_total）随卤原子数量的增多而降低,平均第2超极化率（<γ>）则随卤原子的变大而显著增强。此外,并未发现E_gap与μ_total及<γ>之间存在明显的相关性。     

聚甲基四苯基苯硅烷的合成及非线性光学性质的研究

在甲苯中，将甲基四苯基苯二氯硅烷与金属钾反应，或甲基四苯基苯二氯硅烷分别与甲基乙烯基二氯硅烷、甲基苯基二氯硅烷、二甲基二氯硅烷和二苯基二氯硅烷按摩尔比１∶１混合，再与金属钾反应，合成了聚硅烷１、２、３、４和５，分别用元素分析、ＩＲ、ＵＶ、１ＨＮＭＲ和ＧＰＣ作了表征，并测得它们的非线性谐波极化率Ｘ（３）的值分别为８．６×１０－１２、７．９×１０－１２、９．１×１０－１２、６．５×１０－１２和９．３×１０－１２ｅｓｕ。     

有机低分子三阶非线性光学材料的研究与发展

介绍了有机低分子三阶非线性光学材料的原理,根据分子结构特征对各类有机三阶非线性光学材料的分子设计,结构与性能关系研究及开发现状等作了综合评述。     

D-对羟基苯甘氨酸分子印迹聚合物的制备及分子识别能力

以D-对羟基苯甘氨酸（D-HPG）为模板分子,以丙烯酰胺（AM）和α-甲基丙烯酸（MAA）为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,合成了D-HPG分子印迹聚合物,并测定其对D-HPG的识别能力。静态吸附实验表明,以MAA为功能单体制备的分子印迹聚合物具有更强的分子识别能力,其饱和吸附量达43.9 μmol&#8226;g^-1,印迹因子α为3.6。分子力学计算表明,MAA与D-HPG形成复合物的结合能较大,且MAA在乙醇和水中的溶剂化能较小,因此与AM比较,MAA和模板分子D-HPG在乙醇和水中能形成更加稳定的复合物。紫外光谱分析表明,MAA与D-HPG之间的结合力比AM与D-HPG之间的结合力要强,与分子力学计算以及静态吸附实验得到的结果相一致。     

镝纳米荧光材料合成及光学性质的研究

利用DFT/B3LYP/6-31G的方法对槲皮素结构参数、分子轨道能量的数据及羟基氢原子电荷分布分析,结果表明C4位酚羟基具有较强抗氧化活性,证明此位点的羟基氢参与自由基清除得可能性最大,从量子计算的角度阐释了槲皮素具有抗氧化的药理活性的量子原理。采用常规方法合成纳米镝稀土配合物,通过测量其红外光谱、紫外光谱、荧光光谱特征以及电化学分析和量子计算来研究它。研究表明,镝稀土元素可以与槲皮素生成化学性质稳定的配合物且具有生物活性,可广泛应用于疾病患者的治疗与诊断。     

四苯基卟啉-聚吡咯纳米复合材料的制备及其非线性光学性能研究

利用非共价π-π堆积作用自组装合成了一种四苯基卟啉-聚吡咯纳米复合材料,通过红外光谱、拉曼光谱、扫描电镜、X射线光电子能谱方法对产物进行了表征。并通过紫外可见光谱、荧光光谱研究了复合材料的光物理性能,证明了卟啉与聚吡咯之间具有π-π作用和较强的电子或能量转移效应。用Z扫描技术在4 ns、532 nm激光脉冲下测试聚吡咯、四苯基卟啉以及四苯基卟啉-聚吡咯纳米复合材料的非线性光学性能。结果表明,四苯基卟啉-聚吡咯纳米复合材料的非线性性能比两种前驱体有所增强。