双二茂铁基吡咯衍生物电荷交互通道

以二茂铁炔烃为原料通过“一锅法”环加成反应合成了一系列2,5-双二茂铁基-1-苯基-吡咯衍生物, 包括: 2,5-双二茂铁基-1-(3-三氟甲基苯基)-吡咯(1), 2,5-双二茂铁基-1-(4-氟苯基)-吡咯(2), 2,5-双二茂铁基-1-苯基-吡咯(3), 2,5-双二茂铁基-1-(4-乙基苯基)-吡咯(4)和2,5-双二茂铁基-1-(4-乙氧基苯基)-吡咯(5), 使用元素分析, 傅里叶变换红外(FTIR)光谱, 质谱(MS)和核磁共振(NMR)等手段对化合物进行了结构表征. 采用循环伏安法(CV), 密度泛函理论(DFT)模拟计算研究了苯基上取代基对双二茂铁间电荷交互的影响. 研究发现第一氧化电位(E_a1), 峰电位差(ΔE)与取代基的哈米特常数(σ), 吡咯¹H NMR的化学位移(δ), 吡咯N原子自然轨道(NBO)电荷之间存在显著线性关联; 同时发现, N原子电荷密度升高, 双二茂铁间电荷交互能力减弱, N原子电荷密度降低, 双二茂铁间电荷交互能力提高. 因此这类双二茂铁基吡咯衍生物中N原子电荷密度对双二茂铁间电荷交互起着关键的影响作用.     

五元杂环spacer结构调控的分子内电荷交互作用

研究五元杂环(spacer)桥对分子内电荷传递调控规律是开发功能分子材料的基础。本文通过环合反应制备了9个2,5-双二茂铁基五元杂环衍生物,包括: 2,5-双二茂铁基-1-苯基-吡咯(1),2,5-双二茂铁基呋喃(2),2,5-双二茂铁基噻吩(3),2,5-双二茂铁基-1H-咪唑(4),2,5-双二茂铁基噁唑(5),2,5-双二茂铁基噻唑(6),2,5-双二茂铁基-1H-1,3,4-三氮唑(7),2,5-双二茂铁基-1,3,4-噁二唑(8)和2,5-双二茂铁基-1,3,4-噻二唑(9)作为模型分子。通过元素分析,傅里叶变换红外(FTIR)光谱,质谱(MS)和核磁共振(NMR)等手段对化合物结构进行了表征,采用循环伏安电化学(CV)和密度泛函(DFT)量化模拟计算研究了分子内电荷传递与五元杂环(spacer)结构间的调控关系,发现化合物(1-9)二茂铁间电荷交互作用随着spacer中杂原子数量的增加而减小,分子内电荷选择短程杂原子桥作为传输通道,spacer结构对二茂铁间电荷传递发挥着重要的调控作用。