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含光致变色基团螺嗪及金属Pt(Ⅱ)的超分子凝胶

李永光  
【摘要】:超分子凝胶作为一类功能性软材料引起了大家的广泛关注,在传感器、自组装模板、凝胶电解质、催化微反应器、分离技术等方面具有潜在的应用价值。金属Pt(Ⅱ)配合物具有平面四边形的结构,容易产生Pt Pt相互作用及堆积,这对形成稳定的凝胶来说是非常有利的。因此,金属Pt(Ⅱ)配合物被引入到凝胶体系中。螺嗪作为一类光致变色和酸致变色化合物,表现出了一定的抗疲劳性及对光和酸的稳定性。在溶液中对螺嗪的研究已经很多,而其过渡金属配合物的研究亦日渐增多,但是目前在光致变色的凝胶体系中,对螺嗪的研究工作还是比较少见的。 本论文以设计合成含光致变色基团螺嗪和金属Pt(Ⅱ)配合物的超分子凝胶为出发点,以研究它们在凝胶态的光物理、光致变色性质及褪色反应动力学为立题思想,开展了三部分具体的工作。设计合成了一系列含有螺嗪光致变色基团的化合物,其中化合物2.42.6可以在多种有机溶剂中形成具有热响应和酸响应的超分子凝胶。当低于临界成胶浓度时,加入对甲苯磺酸后,在酸致开环的作用下,分子排列更加规整,增强了分子间的相互作用,形成了紫色的凝胶。借助不同温度下随时间变化的电子吸收光谱,深入研究了化合物2.3在乙醇溶液中和化合物2.5在乙醇凝胶中的褪色反应动力学,结果表明在凝胶中的褪色反应要慢一些。基于上述工作,设计并合成了一系列多功能的含有光致变色基团的螺嗪联吡啶Pt(Ⅱ)配合物。其中配合物3.10能够在脂肪族溶剂中形成稳定的凝胶,并且对外界的刺激没有响应性。进一步对该分子在十二烷凝胶态下的光物理及光致变色性质进行了详细的研究,表现出了发光自吸收的性质。与其他配合物不同,分子3.2不仅表现出了凝胶性质,而且具有热致层状相液晶性。此外,设计并合成了一系列2,6-二(3’-吡唑基)吡啶Pt(Ⅱ)胆固醇衍生物及2,6-二(三氮唑基)吡啶Pt(Ⅱ)胆固醇衍生物,并得到了配体L4.10和目标配合物4.7的单晶数据,配合物4.7的阳离子以头-尾的方式堆积形成二聚体。研究发现配合物4.2可以在消旋的十氢萘中形成凝胶,而4.3和4.4可以在环己烷中形成稳定的超分子凝胶。这类凝胶对温度和外界机械力的刺激具有可逆的响应性。


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