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吡唑啉类化合物因具有良好的荧光产率和蓝色荧光特性等光学性能吸引着越来越多人的关注。他们可用在荧光染料、激光染料、荧光探针等领域,还可以用作空穴传输层材料和电致发光材料。该类化合物具有广泛的生物活性,可用作抗菌消炎、止痛、抗癌和抗惊厥等药物。在农药方面被用作除草剂和杀虫剂。吡唑啉在各个领域的广泛应用,以及它们广阔的发展前景,让很多人意识到构建更多含有吡唑啉结构的杂环类化合物具有重要的意义。
本论文通过芳香醛和芳香酮缩合合成中间体查耳酮,再以查耳酮和肼类衍生物在乙醇和盐酸混合溶剂或乙酸为溶剂的情况下,设计合成了五种1位、3位或5位具有不同取代基吡唑啉,分别为1-乙酰基-3-(4-甲氧基苯基)-5-(4-二甲基氨苯基)-吡唑啉(2a),1-乙酰基-3-苯基-5-(6-甲氧基萘基)-吡唑啉(2b),1-乙酰基-3-(4-甲氧基苯基)-5-(6-甲氧基萘基)-吡唑啉(2c),1-(4-硝基苯基)-3-苯基-5-(6-甲氧基萘基)-吡唑啉(2d)和1-(4-硝基苯基)-3-(4-甲氧基苯基)-5-(6-甲氧基萘基)-吡唑啉(2e)。
通过红外光谱和1H NMR等对合成的吡唑啉类化合物进行了结构表征。常温下采用溶剂缓慢挥发的方法,在乙酸乙酯和石油醚或乙酸和甲醇的混合溶剂中培养出吡唑啉2a,2c和2e的单晶,通过单晶XRD衍射仪测定其结构,其空间群分别为三斜的P(i),单斜P2(1)/n和单斜的P21/c空间群。单晶结构分析中,2a,2c和2e三种单晶中1位取代基所在平面与吡唑啉环所在平面间的角度分别为13.64°,5.67°和5.47°,5位取代基所在平面与吡唑啉环所在平面间的角度分别为81.10°,88.09°和71.26°。l位取代基几乎与吡唑啉环共平面,5位取代基几乎与吡唑啉环垂直。
对合成的五种吡唑啉在不同极性溶剂中进行光学性能研究,同种吡唑啉物质在不同溶剂中具有相似的吸收峰,2a和2b的吸收光谱随着溶剂极性的增大发生较小的蓝移,2d和2e的吸收光谱随着溶剂极性的增大发生较小的红移,2c的吸收光谱不随溶剂极性变化而改变,所以溶剂对吡唑啉类化合物的吸收光谱的影响较小。吡唑啉的荧光光谱受溶剂影响大,2a,2b,2c和2e的荧光推测来自于1,3-二取代吡唑啉发色团分子内的电荷转移,2c的荧光推测来自于5位的6-甲氧基萘基。同时也研究了1位,3位或5位取代基的改变对其光学性能的影响,研究发现5位取代基的改变对吡唑啉的光学性能影响较小,1位和3位取代基的改变对吡唑啉的光学性能有着较大的影响。当1位和3位取代基的存在增大吡唑啉的共轭体系时,最大吸收和荧光最大发射都会发生红移。吡唑啉晶体的荧光与其在非极性溶剂正己烷中最大荧光峰相比都发生了红移,并且2c的固体荧光还有两个荧光峰。这些明显的差异是因为在非极性溶液中,反映的是单个吡唑啉分子的荧光性质,但在有机固体分子中,反映的是多个分子间相互作用的最终结果。