芘基查尔酮的合成及三阶非线性光学性质

合成了一种新的具有潜在应用价值的非线性光学(NLO)有机材料1-(芘-1-基)-3-(4-二甲氨基苯基)丙烯酮(PMAK),并通过 NMR、IR、MS和元素分析等技术手段进行了表征。 采用溶液Nd:YAG激光技术测定了PMAK的三阶非线性光学性质并确定了相关参数。 纳秒实验结果:折射率n₂=-3.5×10^-17 m²/W,吸收系数β=7.0×10^-10 m/W,极化率χ⁽³⁾=2.54×10^-11 esu,分子超极化率γ=3.44×10^-30 esu;皮秒实验结果:n₂=-2.8×10^-18 m²/W,β=8.3×10^-11 m/W,χ⁽³⁾=2.49×10^-12 esu,γ=3.33×10^-31 esu。     

基于二茂铁的两个查尔酮衍生物的合成及超快三阶非线性光学响应

二茂铁是合成新颖有机功能材料的基本单元之一。 本文设计并合成了两个基于二茂铁的同分异构查尔酮衍生物:1-二茂铁基-3-(噻吩-2-基)丙烯酮(a)和1-二茂铁基-3-(噻吩-3-基)丙烯酮(b)。 采用超快激光Z-扫描技术(脉宽180 fs,波长532 nm)测定了化合物a和b的三阶非线性光学性质。 结果表明,化合物a吸收系数β=-2.1×10^-12 m/W,折射率n₂=1.9×10^-19 m²/W,分子超极化率γ=5.37×10^-32 esu;化合物b:β=-1.2×10^-13 m/W,n₂=2.0×10^-19 m²/W,γ=4.48×10^-32 esu。 说明在飞秒激光激发下,电荷转移能够在化合物a和b分子内部快速进行,二者均具有优异的超快三阶非线性光学响应。 在B3LYP/6-311+G(d,p)理论水平下,计算了化合物a和b分子轨道能量、极化率和各基团在前线分子轨道中的占有率。 理论计算结果显示,二茂铁基团在化合物a和b前线分子轨道中占有率分别为97%和98%,对两化合物的非线性光学性能起主导作用。     

亚磷酸锌无机-有机杂化化合物的合成与结构表征

在水热条件下, 以1,6-己二胺为模板剂合成了一个三维(3D)亚磷酸锌无机-有机杂化化合物(C₆N₂H₁₆)_0.5ZnHPO₃(ZnHPO-CJ15), 并对其单晶结构进行了解析. 结果表明, ZnHPO-CJ15晶体属单斜晶系, P2₁/c空间群, a=1.19587(7) nm, b=0.82766(5) nm, c=0.77756(5) nm, α=90.00°, β=95.8370(10)°, γ=90.00°, V=0.76562(8) nm³, Z=1. ZnHPO-CJ15具有层柱状结构, 其骨架结构是由ZnO₃N四面体和HPO₃假四面体连接构成的二维4×8元环网层结构, 层与层之间由1,6-己二胺分子与Zn配位柱撑连接形成三维结构.     

1-(芘-1-基)-3-(4-甲氧基苯基)丙烯酮的合成及三阶非线性光学性质

合成了一种新的有机非线性光学(NLO)材料1-(芘-1-基)-3-(4-甲氧基苯基)丙烯酮(PMPAK),通过¹H NMR、IR、HR-MS和元素分析表征其结构。 以Nd:YAG-Laser System作为光源,激光波长450 nm,脉冲宽度4 ns(FWHM),采用4f相位相干成像技术测定了PMPAK的三阶NLO性质并确定了相关参数:非线性折射率n₂=-1.84×10^-16 m²/W,非线性吸收系数β=2.53×10^-9 m/W,非线性极化率χ⁽³⁾=1.137×10^-10 esu。     

三环已基锡L-扁桃酸酯配合物的合成、结构及性质

三环己基氢氧化锡与L-扁桃酸(物质的量比1:1)在苯和乙醇混合溶剂中反应合成了三环己基锡L-扁桃酸酯。 经X射线衍射方法测定了其晶体结构,配合物属斜方晶系,空间群为P2₁2₁2₁,晶体学参数a=0.80825(4) nm,b=1.77151(8) nm,c=1.8385(2) nm,α=β=γ=90°,V=2.6324(2) nm³,Z=4,D_c=1.310 g/nm³,μ(MoKα)=9.92 cm^-1,F(000)=1080,R₁=0.0472,wR₂=0.1341。 中心锡原子与环己基碳原子和氧原子构成畸型四面体。 对其结构进行量子化学从头计算,探讨了配合物的稳定性、分子轨道能量以及一些前沿分子轨道的组成特征。 研究了配合物的热稳定性、电化学性能、圆二色谱和体外抗癌活性。     

双核茂金属催化剂的合成、表征与应用

使用桥连配体锂盐与MCl₄络合, 合成了4个不同结构的双核茂金属化合物[μ,μ-(CH₂)₃]{[C(H)·(η⁵-C₅H₄)(η⁵-C₁₃H₈)](MCl₂)}₂[M=Zr or Ti](4, 5)和[μ,μ-(CH₂)₃]{[C(H)(η⁵-C₅H₄)(η⁵-C₉H₆)]·(MCl₂)}₂[M=Zr or Ti](6, 7), 配体和化合物都经过核磁氢谱(¹H NMR)、 碳谱(¹³C NMR)、 红外光谱(IR)及元素分析等表征, 确认了化学结构. 以甲基铝氧烷(MAO)为助催化剂, 化合物4~7为催化剂催化丙烯聚合, 考察了聚合温度、 乙烯压力、 铝钛或铝锆比对催化剂活性及聚合物分子量的影响. 结果表明, 多亚甲基桥连双核茂金属是高活性乙烯和丙烯聚合催化剂, 乙烯聚合活性最高达到7.5× 10⁶ g PE/(mol Zr·h)(化合物6), 丙烯聚合活性达 10 × 10⁵ g sPP/(mol Zr·h)(化合物4). 所得间规聚丙烯(sPP)的间规度指数(SI, r) 达到90%. 在同样条件下, 双核化合物的催化活性、 聚合物分子量M_w(> 100000)以及分子量分布(MWD>2.5)均比相应的单核化合物高(M_w<70000, MWD≤2), 表明该体系中存在较强的核效应.     

七水合三氯化铈-碘化钠催化氨基苯硫酚与高位阻α, β-不饱和酮的迈克尔加成反应

对七水合三氯化铈-碘化钠(CeCl₃·7H₂O-NaI)化邻氨基苯硫酚、 对氯邻氨基苯硫酚、 间氨基苯硫酚、 对氨基苯硫酚和对甲基苯硫酚与α,β-不饱和酮(1a~1o)的迈克尔加成反应进行了系统研究. 结果表明, CeCl₃·7H₂O-NaI-SiO₂复合催化剂能有效催化邻氨基苯硫酚及对氯邻氨基苯硫酚与α,β-不饱和酮(1a~1o)的迈克尔加成反应. 在优化的反应条件下, 即n(CeCl₃·7H₂O):n(NaI):n(α,β-不饱和酮)=1:2:2, m(CeCl₃·7H₂O):m(SiO₂)=1:1.6, 三氯甲烷作溶剂, 反应温度为回流温度, 反应时间为2 h, 反应可达到中等产率(43.1%~58.8%). 催化剂重复使用4次基本稳定. 此外, 提出了可能的催化机理.     

2-(芘-1-基)-1,8-萘啶的合成、理论计算及超快三阶非线性光学响应

合成了一个供体-受体(D-A)型含芘萘啶衍生物2-(芘-1-基)-1,8-萘啶(PN)。 通过核磁共振波谱(NMR)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、液-质联用仪(LC-MS)表征了其结构。 通过电子光谱和Z-扫描技术方法分别研究了化合物PN的线性光学性质和三阶非线性光学吸收,采用综合热分析方法测定了它的热稳定性。 结果表明,在532 nm、180 fs条件下,PN的三阶非线性吸收行为为反饱和吸收,其吸收系数为β=9.0×10^-14 m/W,显示出超快三阶非线性光学响应。 运用密度泛函理论方法计算了分子轨道能量、极化率和超极化率,结果表明电子转移能够在分子内部进行。 2-(芘-1-基)-1,8-萘啶的紫外光谱在450 nm以上无吸收,在非线性光学吸收、激光防护、吸收型光开关或双稳器件等方面可作备选材料。     

一种新型钼钒多酸化合物的合成、结构与荧光性能

采用水热技术,合成了一种新型四帽Keggin结构多酸化合物[H₃Mo₈^ⅥV₈^ⅣO₄₀(AsO₄)](en)₂(4,4-bipy)₇·9H₂O(en:乙二胺;bipy:联吡啶)(1),并对化合物进行了元素分析、红外光谱、X射线光电子能谱和X射线单晶结构分析。 晶体结构分析表明, 化合物属三斜晶系,P1空间群,晶胞参数a=1.47395(5) nm,b=1.48172(6) nm,c=1.62881(7) nm,α=66.16(3)°,β=87.15(2)°,γ=63.42(1)°,V=2.8723(2) nm³,Z=1,R₁=0.0728,wR₂=0.2014。 化合物由四帽Keggin多酸阴离子、4,4'-联吡啶、乙二胺和结晶水分子构成,化合物分子间存在大量的氢键,使化合物1形成3-D超分子结构。 荧光测试表明,化合物1能发出较强的荧光,有可能成为潜在的光活性材料。     

2,4-二羟基苯乙酮缩异烟酰腙的实验和DFT理论研究:合成、晶体结构和性质及量化计算

合成了一种酰腙类Schiff碱2,4-二羟基苯乙酮缩异烟酰腙(C₁₄H₁₃N₃O₃,H₂L),经元素分析、红外光谱、紫外光谱、荧光光谱和热重分析等技术手段进行了表征。 用X射线单晶衍射测定了它的晶体结构,该晶体属单斜晶系,C2/c空间群,晶胞参数a=2.0102(2) nm,b=0.75891(8) nm,c=1.9530(2) nm,α= 90°,β=111.481(12)°,γ=90°,V=2.7725(5) nm³,Z=4,D_c=1.4292 g/cm³,R₁=0.0422,wR₂=0.1113,F(000)=1256。 同时进行了量子化学计算研究。 使用Gaussian09量子化学程序包, 在密度泛函理论(DFT)的B3LYP/6-31G(d)水平,对化合物的分子结构进行全参数优化计算,获得了热力学参数和几何结构参数,对分子的总能量及前线分子轨道、Mulliken电荷分布进行了分析讨论;同时,用TD-DEF方法计算了化合物的电子吸收光谱和荧光发射光谱。     

基于一维双螺旋链的锌配合物的合成与荧光性能

选择配体N,N'-双(3-吡啶)丙二酰胺(3-bpma)、1,4-对苯二乙酸(H₂pda)和硝酸锌在水热条件下,自组装制备了一个基于双螺旋链的三维超分子锌配合物[Zn(3-bpma)(pda)]_n(1),并通过红外光谱、元素分析、热重分析和X射线单晶衍射分析进行了晶体结构表征。 单晶结构分析表明标题锌配合物是正交晶系,Pna21空间群,晶胞参数a=1.62512(11) nm,b=1.15947(8) nm,c=1.19282(8) nm,α=90°,β=90°,γ=90°,V=2.2476(3) nm³,M_r=513.80,D_c=1.518 g/cm³,Z=4,F(000)=1056,R₁=0.0381,wR₂=0.0669。 金属锌离子被两种桥连配体3-bpma和pda连接形成一种一维双螺旋链状结构,相邻的链间进一步通过氢键作用拓展成为三维超分子网络结构。 标题锌配合物具有强荧光发射特性,而且其对不同的有机溶剂分子和金属离子有显著的荧光传感特性,可以作为检测硝基苯的高灵敏性荧光传感材料。 CCDC:1811967     

Theoretical studies of third-order nonlinear optical response for B12N12, B24N24 and B36N36 clusters

In this paper, we have calculated the third-order nonlinear optical polarizabilities corresponding to three optical processes: third-harmonic generation (THG), electric-field-induced second-harmonic generation (EFISHG) and degenerate four-wave mixing (DFWM) for B₁₂N₁₂, B₂₄N₂₄ and B₃₆N₃₆ clusters. The calculations have been performed by employing ab initio time-dependent density functional theory combined with sum-over-states method (SOS//TDDFT). We obtained the similar dynamic behavior of third-order NLO polarizabilities for three BN clusters. At input photon energy below 1.25 eV, the resonance enhancements of response haven't occurred. This is due to the fact that the calculated BN clusters have the large transition energy. B₂₄N₂₄ cluster has the larger transition dipole moments and the third-order polarizabilities of B₂₄N₂₄ are much larger than those of B₁₂N₁₂ and B₃₆N₃₆. We also estimate the static third-order optical susceptibility χ⁽³⁾ for BN fullerene materials from the average static third-order polarizability <γ>. The static χ⁽³⁾ of B₂₄N₂₄ fullerene materials are 1.36×10⁻¹⁴ esu for three NLO processes.