有机结构波谱中二级结构效应机理的新探索（Ⅱ）——π→p共轭效应和超共轭效应

当H原子和形成π键的原子相连时,π成键轨道和π反键轨道与H原子的2P空轨道相互作用,组成新的分子轨道,这样的结构称为π→P共轭体系,由π→P共轭作用引起的不饱键一系列性质的变化,称之为π→P共轭效应。     

含第Ⅴ或Ⅵ主族元素芳香化合物的Pπ共轭

本文对含第Ⅴ或Ⅵ主族元素的芳香化合物的电子结构,Pπ共轭与分子几何结构的关系以及Pπ共轭能的计算作一综述。     

共轭效应对有机反应的影响

共轭效应是共轭体系分子内的原子或原子团间的相互影响。与诱导效应一样也属于电子效应。所不同的是共轭效应的强弱只取决于共轭体系的化学结构,不会因共轭链的增长而削弱。它包括兀π-π、p-π共轭效应和σ-π、σ-p超共轭效应,其相对强弱为:π-π>p-π>>σ-π>σ-p。共轭效应通常通过影响反应物、中间体和产物的稳定性而对有机反应产生影响。     

羰氨双桥共轭体系结构效应的研究

本文合成了羰、氨双桥及其相关化合物:■,研究了羰、氨双桥共轭体系的结构效应,提出了共轭环节的新观念.通过环节结构的改变,确定了(C)中3个π-π峰的归属,论证了羰、氨双桥对分子共轭极化的双重阻断作用,3个共轭环节S,M,L的存在以及各环节的相对独立性.     

密度泛函和π共轭限域理论研究KBe2BO3F2深紫外非线性光学性能的构效关系

KBe₂BO₃F₂(KBBF)不仅是目前唯一能够商用的深紫外倍频晶体,还为该类材料设计提供了优秀的模板,因此其构效关系的研究具有重要意义.本文运用密度泛函理论(DFT)深入探讨了KBBF的成键模式和电子结构,首次依据“π共轭限域”理论,从全新的角度诠释了KBBF晶体结构的两种构筑基元(π共轭BO₃基团和非π共轭BeO₃F基团)对该化合物表现出的优异深紫外非线性光学性能所起的重要作用,并指出“π共轭限域”结构特征确保了KBBF能实现带隙和双折射率的平衡,从而使得KBBF能够在深紫外波段直接实现倍频转换.对构效关系的理解和阐释为设计合成高效深紫外非线性光学材料提供了重要参考.     

溴蒸气掺杂聚苯乙炔的导电机理

通过溴蒸气的吸附, 聚苯乙炔(PPA)的电导率比吸溴前提高近12个数量级. 采用固体紫外光谱、X光电子能谱研究了溴与PPA之间的p-π共轭效应, 探讨了掺溴PPA的导电机理. 研究表明, PPA掺溴产生了溴负离子和电子转移复合物, 促使导电率提高. 实验证明压力作用的增大有利于增强溴与PPA之间的共轭作用, 温度升高导致掺溴PPA中p-π共轭结构减少, 导致电导率降低.     

累积烯烃及交替炔烃中的共轭π键

量子化学计算表明 ,累积烯烃和交替炔烃中的π键不是孤立的 ,而是离域的 ,可形成σ π和π π共轭     

偶氮共轭聚合物光电特性研究进展

芳香环或杂环通过NN双键连接形成的化合物如偶氮苯、偶氮吡咯等具有π共轭结构,此类分子有顺反两种构型,他们可以在光照条件下相互转换。分子构型转变会影响电子的共轭程度及其离域特性,因此含环结构的偶氮共轭分子具有光调制特性。反式偶氮苯分子为平面结构,顺式构型分子两个苯环有一定角度的扭转分子不在同一平面,实验和理论计算结果表明偶氮苯分子的键长、键角等受溶剂和取代基影响;光照可以实现偶氮苯分子的导电性改变,目前认为其导电性改变的原因主要是光致顺反异构而改变分子尺寸而引起。通过氮氮双键连接的杂环共轭分子能显著地降低分子的能隙,并使共轭化合物在更宽的波长范围内有强吸收,能提高太阳能光伏电池的转换效率,是理想的有机光伏材料。文章还对偶氮共轭聚合物的合成方法做了介绍,分析了含偶氮结构的共轭聚合物的光相应研究现状及其未来发展趋势。     

共轭聚合物在生物传感与生物医药领域的研究进展

共扼聚合物(CPs)是一类具有离域π-π共轭骨架的高分子材料,在生物医药领域显示了广阔的应用前景.相比于传统的荧光小分子材料,共轭聚合物由于具有优异的光捕获能力、高的单线态氧产率及良好的生物相容性等优势受到了广泛关注.本文从共轭聚合物的结构设计和性能调控的角度出发,重点总结了本课题组近十年来在共轭聚合物的设计合成及其在...     

硅杂环戊二烯并苯有机小分子化合物研究进展

硅杂环戊二烯并苯有机小分子结构的特殊性,赋予其独特的光电特性,在有机光电功能材料等领域具有广阔的应用前景.其中,并苯的刚性共平面结构可避免构象无序性、扩大π-共轭;硅杂环戊二烯能够形成σ*-π*共轭,可有效降低体系LUMO能级、提高电子亲合势.硅杂环戊二烯并苯有机小分子主要包括苯并噻咯、硅桥联对二苯乙烯衍生物、二苯并噻咯和双硅桥联对-三联苯等.综述了硅杂环戊二烯并苯小分子的合成方法、结构修饰、性能及应用的研究进展,并对今后的研究方向进行了展望.     

一种新型π-共轭聚合物的合成研究:苝酰亚胺的Stille偶联

苝酰亚胺衍生物是国内外近年来广泛研究的π-共轭低聚物,由于其独特的半导体传导性、高热稳定性、较高的电子亲和性和卓越的传输性能在众多领域具有潜在的应用价值。通过对其海湾位置进行结构修饰,可进一步改善其物理化学性能。本文利用苝酰亚胺的Stille偶联反应合成了一种新型的聚(N,N’-二(2-乙基己基)苝-3,4,9,10-四甲酸二酰亚胺),它具有近似石墨烯带状的规整结构和宽广的光谱吸收,成功将苝核四溴代的海湾位置用四丁基锡取代,对产品分别进行了IR、NMR和GPC-MALLS表征,并对这种具有特殊π-共轭结构的新型聚合物的光化学性能进行了研究。     

含醌式结构共轭聚合物的研究进展

共轭聚合物由于其优异的溶液加工特性和良好的机械性能,近些年来受到了学术界和工业界的广泛关注.将π电子离域性好、刚性强以及LUMO能级低的醌式单元引入共轭主链是构建高性能聚合物半导体材料的潜在方法.然而,如何将醌式结构引入聚合物体系具有一定的挑战.本专论总结了近年来含醌式结构共轭聚合物的研究进展,按照醌式单体的结构分类,介绍了醌式单体的设计与合成,以及含醌式结构共轭聚合物在不同光电器件中的应用,并论述了该领域研究过程中存在的问题和未来发展方向,以期为高性能聚合物半导体材料的开发提供借鉴和指导.     

共轭多烯分子极化率的量子化学研究

用引入外电场微扰的cNDO/2法计算了共轭多烯分子各种异构体的全价电子及π体系的极化率;讨论了影响共轭多烯电子极化率的诸因素及其变化规律,并对比了己三烯2种异构体的电子极化率,解释了它们有关物理化学性质间的差异。     

芳香性与共轭回路理论方法

共轭回路模型具有研究多环共轭体系芳香性的图论方法，共轭回路方法是对化学键结构理论的新发展，共轭回路方法已成为定量计算多环共轭分子的有力工具。     

(d-p)π共轭作用对簇合物Mo_2S_4(dtp)_2和Mo_3S_4(dtp)_4·Py电子光谱的影响

比较了含有配位不饱和过渡金属原子簇合物Mo_2S_4(dtp)_2,(Ⅰ)和Mo_3S_4(dtp)_4·Py,(Ⅱ)的紫外—可见电子吸收光谱实验数据和半经验的量子化学方法INDO计算得到的电子跃迁能,讨论了(d-p)π型共轭作用对其电子吸收光谱位移的影响。结果表明,过渡金属簇合物中电子吸收光谱位移,与有机共轭体系有着类似的变化规律,即随着共轭π键数目增加,π-π电子跃迁的吸收光谱红移。     

σ-π共轭共聚物的电荷掺杂效应

目前导电高分子材料主要集中在π-共轭的碳链体系和σ-共轭的聚硅烷体系.后来人们在聚合物主链或侧链同时引入π共轭性和σ共轭性的基团,形成σ-π共轭高聚物.这类材料掺杂后电导率能在较宽的范围内变化,从而赋予它们非常独特的光化学和光物理性质,可用作导体与半导体、光导体材料,以及非线性光学材料、光致抗蚀剂、电致发光装置中的发光二级管等,有可能成为方兴未艾的信息技术所必需的集成电子器件或集成光子器件中的关键材料之一.同π共轭和σ共轭体系相类似,σ-π共轭体系也只有在掺杂引入载流子的情况下才能导电.相比之下,对依赖于σ-π共轭体系的导电机理研究很少.例如,实验发现nSix(C=C)y掺杂后电导率先升高到10-3Scm-1后又降低到10-7Scm-1,这种现象在π共轭和σ共轭体系中并没有发现,至今也没有理论和实验解释.这类材料的导电性主要依赖于σ-共轭与π-共轭的组合程度以及它们的内部电子结构,因此开展这方面的理论研究工作是很必要的.本文选用了主链含有30个原子的nSix(C=C)y+进行了理论研究,以期为有目的地组合配置σ-共轭和π-共轭的组合结构开发新型光电功能材料提供理论支持.从能量最低稳定单元出发建立了计算模型并根...     

有机化学教学中使用共振式描述超共轭效应的探索

有机化学教学中通常使用分子轨道理论和价键理论中的共振论来描述π轨道的共轭效应,而对于类似的σ轨道的超共轭效应,通常只用轨道理论来描述,而基本不采用价键理论中的共振式描述。尝试用共振式来描述σ键的超共轭效应,发现不仅能够获得清晰易懂的图像,还能将有机化学中多个跨章节的知识点联系在一起,有利于知识的融会贯通,以及对电子结构和共振论的深入理解。     

共轭性对7-吡啶吲哚类衍生物的结构与电子光谱性质的影响

运用密度泛函理论(DFT)方法对7-吡啶吲哚衍生物的结构及电子光谱性质进行了理论研究.在B3LYP/6-31G(d)水平上得到了7-吡啶吲哚(M)以及5种共轭衍生物(a-e)的几何构型、电子布局以及前线分子轨道;应用含时密度泛函理论(TD-DFT)在B3LYP/6-31+G(d)水平上计算了5种衍生物的电子光谱性质.结果表明,共轭体系的π键成分增大,能级差减小,激发能降低,分子的最大激发波长向长波方向移动,即发生红移.但是,如果分子中的空间位阻增大,则共轭程度降低,发生蓝移.前线分子轨道分析表明该类化合物吸收光谱主要对应分子中的HOMO→LUMO电子跃迁,且为π-π*跃迁.为新型含吲哚基团的光电功能材料的设计合成提供了理论参考.     

促进剂分子中共轭π键对细胞色素电化学的影响

比较了具有单功能基团的共轭有机小分子噻吩和四氢噻吩对细胞色素ｃ直接电化学反应的促进作用，发现四氢噻吩不能加速细胞色素ｃ的直接电化学反应。而噻吩是一种很好的促进剂，表明噻吩分子中的共轭π键在加速细胞色素ｃ的电子传递过程中起着重要作用。     

基于共轭聚合物的传感器荧光发射红移的策略:pH响应和酶活性检测中的应用

近年来,共轭聚合物(CPs)由于具有独特的光电特性而备受关注。CPs由大量重复的共轭单元组成,相对于小分子,它具有长程π电子共轭、强吸光能力、能带可调以及结构修饰多样性等特点。共轭聚合物受激发后,其能量可沿着分子主链快速迁移到一个受体分子,使受体分子的荧光信号成倍的增加,从而可以提高检测的灵敏度。国内外多个研究组利用CPs的传感信号放大效应设计了一系列高选择性和高灵敏性的生物传感器和化学传感器,用来检测DNA,RNA,