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近年来,人们对1,8-萘啶类化合物的研究主要集中在生物荧光探针和药物方面。多吡啶配合物结构多种多样,具有不寻常的光化学、电化学、光电效应和磁性质。本论文设计的目标有机化合物主要分为两类:一类为一端为1,8-萘啶基团,另一端为多联吡啶基团,中间用CH=CH双键连接的含有推一拉电子组分的π电子体系。另一类为用CH=CH双键连接的两端为1,8-萘啶基团的化合物。在此基础上,设计出两个结构新颖的Cu(Ⅰ)配合物,确定了三个难以得到的化合物晶体结构。研究了这些化合物的光致顺反异构、光致质子转移以及光诱导电子转移。另外,还研究了目标化合物在分子识别方面的应用。
主要研究内容如下:
1.合成了两个含有活性基团乙酰氨基的1,8-萘啶-2-醛,并以醛为中间体,采用两种碳碳双键的构建方法:利用萘啶的醛和C^N^N溴代物的膦盐在碱性条件下进行Wittig反应与利用萘啶的醛和萘啶2位上的甲基在乙酸酐条件下进行缩合,成功合成出一系列含有特征官能团的1,8-萘啶和联吡啶衍生物。以化合物1,2-二-[2-(4-甲基-7-乙酰氨基-1,8-萘啶)]-乙烯(4)为主配体,我们合成了两个结构新颖的、具有丰富的光物理和光化学性质的Cu(Ⅰ)配合物,得到3个难以确定结构的化合物的晶体结构。
2.通过UV-vis光谱、荧光光谱、TOF、高斯计算、时间分辨瞬态吸收光谱等手段分析了四个有机化合物和两个Cu(Ⅰ)配合物的结构以及在不同溶剂中光致变色性质。这类化合物在非质子性溶剂中发生光诱导质子转移和顺反异构,并提出了它们的光致质子转移机理。利用UV-vis吸收光谱、时间分辨瞬态吸收光谱、等手段研究了化合物1-(7-乙酰氨基-4-甲基-1,8-萘啶)-2-[4-(2-吡啶)-吡啶]苯基-乙烯(1)和甲基紫精(MV2+)之间电子转移的性质和可能的机理,并发现甲基紫精的加入对化合物1的光致质子转移反应有促进作用。
3.通过UV-vis光谱、荧光光谱,时间分辨瞬态吸收光谱等手段研究了四个有机化合物和两个Cu(Ⅰ)配合物在不同溶剂中的光物理性质,为它们的实际应用奠定了实验和理论基础。
4.以化合物1为例,运用UV-vis光谱、荧光光谱等详细研究了化合物1与酒石酸形成氢键的情况。并运用高斯98半经验公式确定了它与酒石酸形成氢键的最佳构型。认为化合物1可以作为酒石酸的荧光探针。