以咔唑为给体的分子内电荷转移化合物的自组装及发光性质

设计合成了两种以咔唑为给体单元,苯并噻二唑为受体单元的分子内电荷转移化合物((E)-4-((4-(4-(9H-咔唑-9-基)苯乙烯基)苯基)乙炔基)-7-溴苯[c][1,2,5]噻二唑(CzPB-Br)和4,7-双((4-((E)-4-(9H-咔唑-9-基)苯乙烯基)苯基)乙炔基)苯[c][1,2,5]噻二唑(CzPBPCz))。 研究了紫外、荧光等光物理性质,发现CzPB-Br和CzPBPCz的溶液态在可见区域404和442 nm有明显特征紫外可见吸收峰,同时在557和588 nm处有明显的荧光发射。 结合理论计算考察了共轭长度对两种化合物性能的影响。 两个化合物利用给-受分子间的偶极-偶极、π-π等相互作用,通过良溶剂向不良溶剂扩散和热饱和溶液析出的自组装方法,分别获得了一维微米线、多边形微米片等聚集态结构。 其中,一维的微米线宽度为1~2 μm,长度可达100 μm以上。 一维微米线和多边形微米片分别在515和568 nm处显示出了较强的发光,同时还显示出了光波导的特征,为获得高性能低维有机光电纳米材料提供了新思路。     

薤中新的甾体皂苷类化学成分

从薤(Allium chinense G. Don)的乙醇提取物中分离得到6个新甾体皂苷类化合物, 通过波谱数据及理化性质分析, 鉴定其分别为5α-cholano-22,16-内酯-3-O-β-D-吡喃葡萄糖基-(1→2)-[β-D-吡喃葡萄糖基-(1→3)]-β-D-吡喃葡萄糖基(1→4)-β-D-吡喃半乳糖苷(1)、 6-酮-5α-cholano-22,16-内酯-3-O-β-D-吡喃木糖基-(1→4)-[α-L-吡喃阿拉伯糖基-(1→6)]-β-D-吡喃葡萄糖苷(2)、 (25R)-26-O-β-D-吡喃葡萄糖基-5α-呋喃甾烷-3β,26-二醇-3-O-β-D-吡喃葡萄糖基-(1→2)-[β-D-吡喃葡萄糖基-(1→3)]-β-D-吡喃葡萄糖基(1→4)-β-D-吡喃半乳糖苷(3)、 (25R)-6-酮-26-O-β-D-吡喃葡萄糖基-5α-呋喃甾烷-3β,22α,26-三醇-3-O-α-L-吡喃木糖基-(1→4)-β-D-吡喃葡萄糖苷(4)、 (25R)-6-酮-5α-呋喃甾烷-3β,22α,24β,26-四醇-3-O-β-D-吡喃木糖基-(1→4)-[α-L-吡喃阿拉伯糖基-(1→6)]-β-D-吡喃葡萄糖苷(5)和(25R)-5α-呋甾-2α,3β,22α, 26-四醇-26-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(6). 化合物1和2的皂苷元骨架在天然产物中首次分离得到. 选用H₂O₂诱导PC12细胞神经氧化损伤模型, 初步考察了6种新的呋甾型化合物的抗氧化活性, 实验结果表明, 化合物3对由H₂O₂诱导的细胞氧化损伤有显著的保护效果.     

自主体发光的蓝绿色磷光Ir(Ⅲ)配合物的合成及光电特性

合成了一类自主体蓝绿色磷光铱(Ⅲ)配合物(CzPhBI)₂Ir(tfmptz), (CzPhBI)₂Ir(tfmpptz)和(CzPhBI)₂Ir(fpptz)[其中CzPhBI, tfmptz, tfmpptz和fpptz分别为9-[6-(2-苯基-1-苯并咪唑基)己基]-9-咔唑、 2-(5-三氟甲基-1,2,4-三唑基)吡啶、 2-(5-[4-(三氟甲基)苯基]-1,2,3-三唑)吡啶和2-[5-(4-氟苯基)-1,2,3-三唑]吡啶]. 通过核磁共振氢谱和氟谱及元素分析确定其分子结构, 并对其光物理性能进行了研究. 利用该类配合物作为单发光层制备了器件结构为氧化铟锡(ITO)│N,N'-二苯基-N,N'-二(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺(NPB)(30 nm)│4,4'-N,N'-二咔唑基联苯(CBP)(15 nm)│Ir配合物(30 nm)│1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TBPI)(30 nm)│LiF(1 nm)│Al(100 nm)的电致发光器件, 其最大亮度为6913 cd/m², 最大发光效率达13.9 cd/A.     

Knorr-Paal缩合反应机制的研究Ⅰ.

从Knorr-Paal缩合反应动力学研究得出:(1)速率-pH图有钟罩形曲线;(2)负活化熵大,活化能低;(3)对-取代苯甲酸催化对-乙氧苯胺与β-二酮缩合的Brönsted α值为0.25;(4)以ρ⁺=-0.881作Hammett图与速率相关比ρ^-或ρ好;(5)苯胺类分别与β-二酮或乙酰丙酮缩合,两者有很好线性的自由能关系.可见缩合机制应是简单的羰基加成和消除(脱水)过程.     

芴衍生物的合成、结构与蓝色(λmax=418nm)双光子荧光

分别以二苯胺和咔唑为端基,以芴为共轭桥, 合成了两个对称型芴衍生物:2,7-二-(N,N-二苯胺基)-9,9-二乙基芴[2,7-bis(N,N-diphenylamino)-9,9-diethyl-fluorene,简称DPDEF]和2,7-二咔唑基-9,9-二乙基芴(2,7-dicarbazol-9'-yl-9,9-diethyl-fluorene,简称DCDEF).用四圆X射线衍射方法测定了其晶体结构.DPDEF单晶属于单斜晶系,C2/c空间群.晶胞参数:a=2.8649(4) nm, b=0.85111(9) nm, c=2.7012(4) nm, β=100.982(11)º, V=6.4657(14) nm³, Z=8, D_c=1.144 g·cm^-3, R=0.0581. DCDEF单晶属于单斜晶系,P2₁/c空间群.晶胞参数:a=0.92794(12) nm, b=0.88561(9) nm, c=3.7236(4) nm, β=96.914(9)º, V=3.0378(6) nm³, Z=4, D_c=1.208 g*cm^-3, R=0.0652.晶体中DPDEF和DCDEF的芴桥具有很好的平面性,构成芴桥的两个苯环平面之间的夹角分别仅为3.0º和5.8º.在波长为730 nm的飞秒脉冲激光激发下,化合物DPDEF在THF中发出强的蓝色双光子上转换荧光(λ_max=418 nm),测得双光子吸收截面为15 GM.     

利用三中心氢键限制芳酰胺构象的核磁共振氢谱分析

设计并合成了9个可形成三中心氢键和6个可形成二中心氢键的N-芳基芳酰胺模型化合物, 基于它们在氯仿和二甲基亚砜(DMSO)中的一维核磁共振波谱, 系统地分析了羰基对βH和γH的去屏蔽效应. 将Δ(δ_βH)和Δ(δ_γH)的值结合在一起, 分析了三中心氢键对芳酰胺分子的构象限制效果, 发现N-(2-氟苯基)-2-氟苯甲酰胺、 N-(2-甲氧基苯基)-2-氟苯甲酰胺和N-(2-氟苯基)-2-甲氧基苯甲酰胺这3个N-芳基芳酰胺在酰胺基团的左右两侧都能展现出很好的构象控制效果, 因此认为这3种结构单元在构建折叠体方面具有更大的潜力. 此外, 本文还发现, 当NH与第二个氢键受体形成氢键时, 其和第一个氢键受体之间的氢键就被削弱了, 即在芳酰胺形成三中心氢键时, 2个氢键受体争相与NH形成氢键并取得了某种平衡.     

基于查尔酮衍生物的铜离子探针的设计合成

以N-丁基-吲哚-3-甲醛和2-乙酰吡啶作为原料,通过羟醛缩合反应设计合成一种查尔酮衍生物(E)-3-(1-丁基-1氢-吲哚基)-1-(2-吡啶基)丙烯基酮(L)。 通过核磁共振波谱仪、质谱和傅里叶变换红外光谱技术手段表征了目标分子的结构。 结果表明,探针L对Cu²⁺表现出专一的选择性和高的灵敏度,溶液颜色由淡黄色变为红色,能够直接通过肉眼识别,检测限低至27.8 nmol/L,探针L与Cu²⁺的配位比为1∶1,结合核磁滴定和理论计算研究了探针L对Cu²⁺的识别机制。     

磷酸特地唑胺的合成新方法

以(5R)-3-(4-溴-3-氟苯基)-5-羟甲基噁唑烷-2-酮为起始原料,在[PdCl₂(dppf)]·CH₂Cl₂催化下与联硼酸频那醇酯反应得到硼化物,继而与5-溴-2-(2-甲基-2H-四唑-5-基)吡啶进行Suzuki反应得到特地唑胺,收率82.9%。 分别考察了催化体系对硼化反应和Suzuki反应的影响,确定了较佳的反应条件。 特地唑胺与二苄基N,N-二异丙基亚磷酰胺反应得到二苄基保护的磷酸特地唑胺,随后经Pd/C脱苄得到磷酸特地唑胺,总收率66.2%。     

PO2X…PX3/PH2X(X=F,Cl, Br,CH3, NH2)复合物中π-hole磷键作用的电子密度拓扑分析

磷键作为一种新型的分子键合力,因在晶体工程和超分子合成等方面的重要作用而越来越多地引起科研工作者的广泛关注。本文采用量子化学从头算和电子密度拓扑分析等方法,在MP2/aug-cc-pVTZ理论水平上,对PO₂X…PX₃和PO₂X…PH₂X (X = F, Cl, Br, CH₃, NH₂) π型复合物的结构和磷键性质进行了理论研究。研究表明:π-hole磷键复合物存在A和B两种稳定构型,分别以P…P和P…X磷键作用为主。分子中原子(AIM)、非共价作用(NCI)、电子定域函数(ELF)及适应性自然密度划分(AdNDP)分析表明,不同取代基对该类磷键作用的性质产生很大影响:当取代基为给电子基(CH₃, NH₂)时,磷键具有明显的共价作用特征;当取代基为吸电子基(F, Cl, Br)时,构型和取代基不同的磷键分别表现为非共价、部分共价或共价作用特征。自然键轨道(NBO)分析指出,分子间磷键的Wiberg键级的数值越大,磷键的共价性越强,磷键的作用强度越大。构型B的电荷转移主要是PX₃/PH₂X中X原子上的孤对电子转移到PO₂X中π^*(P=O)反键空轨道。     

Keggin型多酸负载的单原子催化剂(M1/POM,M = Ni,Pd, Pt,Cu, Ag,Au, POM = [PW12O40]3-)活化氮气分子的密度泛函理论计算研究

采用量子化学密度泛函理论(DFT)结合自然键轨道(NBO)分析的方法对一系列以多酸为载体的单原子催化剂(SACs)(M₁/POM (M = Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, POM = [PW₁₂O₄₀]^3-)的分子几何、电子结构及红外光谱进行计算。结果表明,Pt₁/POM对N₂分子具有潜在的活化能力,Pt₁/POM与N₂相互作用主要来自于由金属Pt的d_xz和d_yz轨道与N₂的π^*反键轨道重叠,金属Pt的d_xz、d_yz轨道上的电子填充到了氮气的π^*反键轨道上弱化了N≡N成键,导致了N≡N之间的键长增大,有效的活化了氮气分子。对它们红外光谱的分析表明,Keggin型多酸负载金属后W―O_c―W振动吸收峰发生劈裂,产生了五个典型的红外特征吸收峰。     

可溶液加工的蒽醌/芴类双极性荧光材料的合成及其光电性质

通过Suzuki反应合成得到了一种可溶液加工的蒽醌/芴类双极性荧光材料2-蒽醌基-9, 9'-二异辛基芴（FAA）,利用紫外吸收光谱和荧光发射光谱对其光物理性质进行了初步研究,并采用密度泛函理论计算方法分析了分子光物理性质的本质。通过单载流子器件的性能测试,证实了FAA具有较好的双极性传输特性。进而研究了该材料的电致发光性能,将其掺杂于主体材料1, 3-双（9-咔唑基）苯（mCP）中,利用旋涂法制备了结构为ITO（氧化铟锡）/PEDOT：PSS（聚3, 4-乙撑二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸盐）/mCP：FAA/TmPyPb（1, 3, 5-三[（3-吡啶基）-3-苯基]苯）/LiF/Al的有机发光二极管。器件的启亮电压约为7.4 V,最大亮度为1719 cd·m^-2,最大电流效率和最大功率效率分别为1.66 cd·A^-1和0.56 lm·W^-1;同时,结合器件各功能层的能级结构图,探讨了其电致发光机制。     

g-CN体系的准粒子能带结构和光学特性

利用多体格林函数理论,本文研究了二维CN体系(包括triazine和tri-s-triazine)的激发态特性。通过GW方法,我们计算了准粒子的能量。考虑电子-空穴相互作用,通过求解Bethe-Salpeter方程,我们获得了激发态能量和光谱。我们发现,在这两种CN体系的价带中,σ轨道和π轨道之间的交换作用非常强烈。由于占据的σ轨道和π轨道之间的准粒子修正量非常不同,因此,为了得到准确的带隙值和光谱,我们需要对这两种轨道开展精确的GW计算。与单层的CN体系相比,双层结构中层与层之间的范德华相互作用使带隙值降低了0.6 eV,而光吸收谱红移了0.2 eV,这是由于双层结构具有更小的激子束缚能。我们计算的吸收峰的位置与实验结果符合很好。实验中的吸收峰主要是由深能级的π轨道到π^*轨道的跃迁形成的。π→π^*跃迁和σ→π^*跃迁之间的耦合能够在长波长范围产生弱的吸收尾巴,如果调整入射光的极化方向,由σ→π^*跃迁产生的高强度的吸收峰将会在更低能量处出现。     

含有三苯胺-三唑双极性单元的橙红光阳离子型铱(Ⅲ)配合物的合成及在LEDs中的应用

以2-萘基吡啶(npy)为主配体,N,N-二苯基-4-[4-苯基-5-(吡啶-2-基)-4H-1,2,4-三唑-3-基]苯胺(DPPTA)为辅助配体,合成了含有三苯胺-三唑双极性结构单元的橙红光阳离子型有机铱(Ⅲ)配合物[(npy)₂Ir(DPPTA)]PF₆.该配合物的热分解温度高达345℃,从20℃升温到100℃时,相对发光强度衰减28.0%,发光颜色稳定.其所含的双极性结构单元使其能有效地吸收Ga N芯片的蓝光(λ_em,max=455 nm),进而可被蓝光高效激发.以Ga N蓝光芯片作为激发光源,[(npy)₂Ir(DPPTA)]PF₆为下转换发光材料,可以制得橙红光LEDs;进一步与黄光材料Y₃Al₅O₁₂∶Ce³⁺(YAG:Ce³⁺)联用,可以制得高效的中性白光和暖白光LEDs.     

Intelligence Way from Eco-friendly Synthesis Strategy of New Heterocyclic Pyrazolic Carboxylic α-Amino Esters

The α-amino acid derivatives constitute a class of compounds of particular medicinal and synthetic attention and considerable interest has been devoted to their synthesis in recent years. In the present work, we develop the computational study of the synthesis reaction of new pyrazolyl α-amino esters derivatives using the Gaussian 09 based on the DFT/B3LYP density functional theory method, with the base 6-31G(d, p) to ensure the possibility of carrying out these reactions within the laboratory of synthesis. Indeed, this research has encouraged us to establish an economical synthesis strategy of these products in overall yields of 73.5% to 87% to have access to new active biomolecule through the O-alkylation reaction between methyl α-azidoglycinate N-benzoylated and primary pyrazole alcohols[(3,5-dimethyl-1H-pyrazol-1-yl)methanol, (1H-pyrazol-1-yl)methanol and (3-ethoxy-5-methyl-1H-pyrazol-1-yl)methanol] under different operating conditions. The structure of the prepared heterocyclic systems was characterized by conventional spectroscopic techniques, like ¹H NMR, ¹³C NMR, and MS. The results revealed that the experimental study is in good correlation with the computational one.     

Synthesis and tautomeric structure of 3,7-bis(arylazo)-6-methyl-2-phenyl-1H-imidazo[1,2-b]pyrazoles in ground and excited states

Three series of 3,7-bis(arylazo)-6-methyl-2-phenyl-1H-imidazo-[1,2-b]pyrazoles were prepared starting from N-aryl 2-oxo-2-phenylethanehydrazonoyl bromides and 5-amino-4-arylazo-3-methyl pyrazoles. The acid dissociation constants pK and pK^* in both the ground and excited states, respectively, were determined and correlated with the Hammett equation. The results of such correlations together with the spectroscopic data indicated that the title compounds exist predominantly in the 1H-bis(arylazo) form in both ground and excited states.     

2, 4, 6-三甲基苯甲酸与5, 5'-二甲基-2, 2'-联吡啶构筑的系列镧系超分子配合物的晶体结构、热分解机理和性能

Six ternary lanthanide complexes formulated as [Ln(2, 4, 6-TMBA)₃(5, 5'-DM-2, 2'-bipy)]₂ (Ln = Pr 1, Nd 2, Sm 3, Eu 4, Gd 5, Dy 6; 2, 4, 6-TMBA = 2, 4, 6-trimethylbenzoate; 5, 5'-DM-2, 2'-bipy = 5, 5'-dimethyl-2, 2'-bipyridine) have been synthesized under solvothermal conditions and characterized by single-crystal X-ray diffraction, elemental analysis, thermogravimetric analysis, etc. The results of crystal diffraction analysis show that complexes 1–6 are binuclear units, crystallizing in the triclinic Pī space group. Complexes 1–5 are isostructural, and each of the central metal ions has a coordination number of 9. The asymmetric unit of complexes 1–5 consists of one Ln³⁺, one 5, 5'-DM-2, 2'-bipy ligand, and three 2, 4, 6-TMBA^- moieties with three coordination modes: chelation bidentate, bridging bidentate, and bridging tridentate. The coordination geometry of Ln³⁺ is distorted monocapped square antiprismatic. The binuclear units of complexes 1–5 form a one-dimensional (1D) supramolecular chain along the c-axis via π–π stacking interactions between the 2, 4, 6-trimethylbenzoic acid rings. The 1D chains are linked to form a supramolecular two-dimensional (2D) sheet in the bc plane via π–π stacking interactions between the pyridine rings. Although the molecular formulae of complex 6 and complexes 1–5 are similar, the coordination environment of the lanthanide ions is different in the two cases. The asymmetric unit of complex 6 contains a Dy³⁺ ion coordinated by a bidentate 5, 5'-DM-2, 2'-bipy and three 2, 4, 6-TMBA^- ligands adopting bidentate and bridging bidentate coordination modes. The Dy³⁺ metal center has a coordination number of 8, with distorted square antiprismatic molecular geometry. The binuclear molecule of 6 is assembled into a six-nuclear unit by π–π weak staking interactions between two 5, 5'-DM-2, 2'-bipy ligands; then, adjacent six-nuclear units form a 1D chain via offset π–π interactions between 5, 5'-DM-2, 2'-bipy ligands on different adjacent units. The adjacent 1D chains are linked by C―H···O hydrogen bonding interactions to form a 2D supramolecular structure. The thermal stability and thermal decomposition mechanism of all the complexes are investigated by the combination of thermogravimetry and infrared spectroscopy (TG/FTIR) techniques under a simulated air atmosphere in the temperature range of 298–973 K at a heating rate of 10 K·min^-1. Thermogravimetric studies show that this series of complexes have excellent thermal stability. During the thermal decomposition of the complex, the neutral ligand is lost first, followed by the acid ligand, and finally, the complex is decomposed into rare earth oxides. The three-dimensional infrared results are consistent with the thermogravimetric results. The photoluminescence spectra of complex 4 show the strong characteristic luminescence of Eu³⁺. The five typical emission peaks at 581, 591, 621, 651, and 701 nm correspond to the ⁵D₀ → ⁷F₀, ⁵D₀ → ⁷F₁, ⁵D₀ → ⁷F₂, ⁵D₀ → ⁷F₃, and ⁵D₀ → ⁷F₄ electronic transitions of Eu³⁺, respectively. The emission at 621 nm is due to the electric dipole transition ⁵D₀ → ⁷F₂, while that at 591 nm is assigned to the ⁵D₀ → ⁷F₁ the magnetic dipole transition. The lifetime (τ) of complex 4 is calculated as 1.15 ms based on the equation τ = (B₁τ₁² + B₂τ₂²))/(B₁τ₁ + B₂τ₂), and the intrinsic quantum yield is calculated to be 45.1%. Further, the magnetic properties of complex 6 in the temperature range of 2–300 K are studied under an applied magnetic field of 1000 Oe.     

以喹啉酮为核心高选择快速检测谷胱甘肽的荧光探针

为了选择性检测小分子生物硫醇,以具有优良荧光性能的喹啉酮为荧光团,依据依布硒啉中Se—N键易与硫醇分子反应的性质,将喹啉酮组块(E)-3-(5-巯基-1,3,4-恶二唑-2-基)-N-(4-甲基-2-氧代-1,2-二氢喹啉-7-基)丙烯酰胺(MQ5)与依布硒啉2-(4-溴苯基)苯并[d][1,2]硒唑-3(2H)-酮(SQ6)对接,设计合成了一种新型荧光探针(E)-N-(4-甲基-2-氧代-1,2-二氢喹啉-7-基)-3-(5-((4-(3-氧代苯并[d][1,2]硒烯唑-2 (3H)-基)苯基)硫基)-1,3,4-噁二唑-2-基)丙烯酰胺(MNQ)。 通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振波谱仪(NMR)和高分辨质谱(HRMS)和荧光光谱等测试手段对其进行了结构表征,探究了其荧光性能。 结果表明,MNQ对谷胱甘肽(GSH)有明显的荧光猝灭,在其他氨基酸等干扰时,探针具有良好的抗干扰能力,可作为识别检测GSH的荧光猝灭型探针。 检测限为2.99×10^-8 mol/L,响应时间在35 s可完成,有望作为检测谷胱甘肽的荧光探针。     

确定分子中离域π键πnm的方法

A method for obtaining the delocalized π bonds π_n^m in a molecule has been discussed in this paper, and the delocalized π bonds π_n^m in linear, bent, planar trigonal, single cyclic conjugated, and polycyclic conjugated molecules have been studied. The reasons of π₃⁴ in NO₂ and 2π₃² in C₃ molecules have been proposed. The delocalized π bonds 2π₁₈¹⁸ in cyclo[18] carbon are analyzed.     

第一性原理研究富勒烯衍生物PCBM的近边X射线吸收精细结构谱

富勒烯衍生物^{[6, 6]}-苯基-C₆₁-丁酸甲酯(PCBM)在有机聚合物太阳能电池的电子输运方面扮演着非常重要的角色.利用密度泛函理论计算了PCBM的近边X射线吸收精细结构谱及未占据分子轨道.通过对比计算得到的PCBM分子中不等价碳原子的谱线总和,将该分子的主要共振吸收峰进行了标定.我们分析了第一个π^*共振吸收峰高能区右肩吸收峰的来源,并确定了该吸收峰主要来自于C₆₀笼子中碳原子能量较高的未占据分子轨道的跃迁.