9-(4-溴丁基)-9H-咔唑的相转移催化合成、表征及室温磷光性能研究——推荐一个大学化学综合实验

推荐了一个大学化学综合实验"9-(4-溴丁基)-9H-咔唑的相转移催化合成、表征及室温磷光性能研究"。实验利用相转移催化合成9-(4-溴丁基)-9H-咔唑分子,采用核磁共振、高分辨质谱和红外光谱对其分子结构进行表征,并利用紫外-可见吸收光谱、稳态/瞬态荧光光谱和密度泛函(DFT)理论计算对其室温磷光性能进行研究。本综合实验涵盖了有机化学、分析化学、物理化学、仪器分析以及理论化学的知识点,建议纳入化学专业高年级综合实验课程。     

基于三苯胺和咔唑的联吡啶铱化合物的合成及其在光催化水产氢中的应用研究

以三苯胺、咔唑、4,4′-二羧基联吡啶为原料,设计并合成了两个联吡啶铱（III）配合物Ir1和Ir2,其结构经¹H NMR, ¹³C NMR和HR-MS(MALDI-TOF)表征。并利用紫外可见光谱（UV-Vis）、荧光发射光谱（Photoluminescence）和循环伏安法研究了化合物的光学和电学性质。结果表明：Ir1和Ir2的紫外可见光吸收波长分别位于456 nm 和448 nm,相应的发射波长分别为645 nm和678 nm,说明其均能利用可见光; Ir1和Ir2的HOMO电位为-5.125~-5.510 eV, LOMO电位为-2.880~-0.310 eV,满足作为光敏剂的基本条件。研究了化合物在可见光照射下光催化水分解产生氢气的效果。结果表明：Ir1和Ir2的氢气值TONs(turnover numbers)达到2 827和1 908。     

吲哚咔唑类异构体芳香性的研究

分别采用拓扑共振能(E_TR)和环电流(RC)方法对吲哚咔唑类化合物的全局芳香性进行了研究.根据E_TR结果,预测所有化合物都具有芳香性.分别用键共振能(BRE)和回路共振能(CRE)方法揭示了它们的局部芳香性.BRE和CRE研究结果表明,在吲哚咔唑类化合物中,由于六元环内电子的离域化程度比五元环内电子的离域化程度强,因此六元环比五元环表现出较强的局部芳香性.此外,外部六元环比中间六元环具有较强的局部芳香性.计算得到的RC结果表明,所有化合物都产生反磁性环电流,化合物产生的反磁性RC强度与它们的¹H NMR化学位移之间具有很好的一致性.     

新型吡唑基咔唑衍生物的合成及其光学性质

以咔唑为原料,合成了一种新型的咔唑衍生物--9-丁基-3,6-二[3'-(5'-三氟甲基)吡唑基]咔唑(4),其结构经1H NMR,IR和MS表征.运用UV和单光子荧光光谱研究了中间体和4的光学性质,结果表明:4有望成为具有应用价值的发光材料.     

新型光引发剂1-（6-邻氯苯甲酰基-9-乙基咔唑）-1-乙酮肟乙酯的合成

咔唑及其衍生物因其分子中有较大的共轭体系和较强的分子内电子转移特性,已在染料、农药及光学材料等领域得到较广泛的应用[1].     

主链含N-烷基咔唑环结构聚芳醚酮的性能表征

对含N-烷基咔唑环结构的聚芳醚酮(PPCzE、PPCzB和PPCzH)进行基本物理性能方面的表征,并与商业化酚酞基聚芳醚酮(PEK-C)进行比较。 咔唑环结构的引入使聚合物在345 nm附近有强紫外光吸收并表现出发蓝光能力。 由于疏水性烷基侧链的存在,聚合物薄膜的水接触角(87°~103°)大于PEK-C(76°),但同时烷基侧链所引起的聚合物链间距的增大导致聚合物的吸水率(0.65%~0.86%)高于PEK-C(0.56%)。 此外,聚合物表现出较好的尺寸稳定性(平均线膨胀系数6.4×10^-5 ℃^-1)和电绝缘性能(体积电阻率10¹⁶ Ω·cm)。 聚合物的拉伸模量在1.9~2.0 GPa之间,拉伸强度在72.5~75.0 MPa之间以及断裂伸长率在6.5%~7.2%之间。 高温条件下(≤225 ℃),PPCzE仍具有良好的拉伸性能。     

1-二茂铁基-3-[(9-乙基)咔唑-3-基]丙烯酮的合成及三阶非线性光学性质

合成了一个新的非线性光学(NLO)有机材料1-二茂铁基-3-[(9-乙基)咔唑-3-基]丙烯酮(FCAK),并通过NMR、IR、MS和元素分析等技术手段进行了表征。 采用粉末Nd∶YAG激光技术测定了标题化合物的三阶非线性光学性质并确定了相关参数。 激光脉冲为4 ns时,非线性折射率n₂=-3.5×10^-18 m²/W,非线性吸收系数β=-2.7×10^-11 m/W,三阶非线性极化率χ⁽³⁾=2.04×10^-12 esu,三阶非线性分子超极化率γ=1.1×10^-30 esu。 激光脉冲为21 ps时,n₂=0.55×10^-18 m²/W,β=-0.6×10^-11 m/W,χ⁽³⁾=3.4×10^-13 esu,γ=0.13×10^-30 esu。     

多色显示树枝状聚(3, 6-双噻吩咔唑)及其共聚物的电化学和电致变色性能

设计合成了一种新型的基于咔唑单元的树枝状3, 6-双噻吩咔唑衍生物(BTCPh),通过电化学聚合法制备出其均聚物及与3, 4-乙烯二氧噻吩(EDOT)的共聚物薄膜.利用电化学工作站-紫外可见光谱联用装置对两种聚合物的光谱电化学和电致变色(EC)性能进行表征.测试结果表明,均聚物(PBTCPh)薄膜在不同电压下可显示黄、绿、蓝、灰四种颜色;而EDOT单元的引入使共聚物P(BTCPh-EDOT)进一步增加了掺杂态,从而显示出更加丰富的五种颜色(橙、绿、棕绿、蓝、灰).此外,两种聚合物薄膜均具有良好的光学对比度和快速的响应速度,因而使其在智能窗及显示器方面展现了潜在的应用前景.     

基于苯甲酸受体的咔唑染料敏化剂的合成和光电性能

选择N-正丁基咔唑作为电子给体,芴酮作为桥键,苯甲酸作为受体,通过桥键芴酮与给体和受体连接位置的改变,设计合成了两个咔唑染料4-(6-(N-正丁基咔唑-3-基)-9-氧-9H-芴-3-基)苯甲酸(HXL-3W)和4-(7-(N-正丁基咔唑-3-基)-9-氧-9H-芴-2-基)苯甲酸(HXL-4Z).对咔唑染料的光谱性能、电化学性能和光电转换性能进行了研究,并运用密度泛函理论(DFT)方法对其几何结构和紫外-可见光谱进行了优化计算.结果表明, HXL-4Z的吸收光谱呈现两个明显的π→π^*跃迁吸收峰和一个较小的对应于分子内电荷转移的吸收峰,而HXL-3W的吸收光谱则仅呈现一个π→π^*跃迁吸收峰,且摩尔吸光系数远小于HXL-4Z.可能是HXL-3W分子结构中给体和受体距离较近,张力较大,导致较差的分子平面性和分子内电荷转移.因而HXL-4Z的光吸收能力和电子注入效率较优,从而具有较好的光电转换效率(2.03%) (短路电流(J_SC) = 3.88 mA·cm^-2,开路电压(V_OC) = 700 mV,填充因子(FF) = 0.75).     

含咔唑生色团的聚磷腈的合成与表征

通过后重氮偶合方法制备了一种含咔唑双功能生色团的聚磷腈光折变高分子,并用1H-NMR3、1P-NMRI、R、UV-vis、GPC以及DSC、TG等测试手段对聚合物进行了分析和表征。1H-NMR、IR、UV-vis谱图表明对硝基偶氮苯基团连接在咔唑环上。31P-NMR谱图上的单峰说明聚二氯磷腈分子链上的氯已经全部被咔唑基团取代,而且后功能化反应条件没有破坏磷腈主链结构。GPC测得聚磷腈的Mw=1.28×104。热分析结果显示聚磷腈的Tg=20℃,并在300℃开始分解。