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三联吡啶吩噻嗪类配合物的设计、合成及性质研究

徐艳  
【摘要】: 光功能配合物在功能材料领域有着举足轻重的地位,是目前材料领域研究的热点之一。把无机材料与有机材料的特性集于一体的功能性有机-无机复合材料将会表现出优良的热稳定性和光学活性,因此,设计功能性的有机配体,进而构筑功能性的配合物实现有机-无机的杂化或复合,优化它们的性能,将是目前也是未来很长一段时间内材料科学发展的一个重要方向。 本文是以功能性配体的设计与合成为出发点,通过目标分子的设计,合成出一系列以吩噻嗪为母体和具有良好的刚性平面、配位能力强的多氮杂环类化合物2,2':6',2"-三联吡啶基团结合,合成功能性的有机配体;将这些有机配体与一些无机纳米粒子结合,以期得到结构新颖、性质优良的新型配合物。主要的研究内容如下: 1.在大量文献调研的基础上,简要介绍了功能性配合物的研究进展,着重介绍了4'位取代2,2':6',2"-三联吡啶配合物以及吩噻嗪类衍生物的研究进展,提出了将2,2':6',2"-三联吡啶基团和吩噻嗪基团结合构筑的新型功能性有机配体的思想。 2.通过取代、酰化、关环等一系列反应将两种基团结合,设计合成了两种功能性有机配体:10-己基-3-(4-乙烯基-2,2':6',2"-三联吡啶基)-吩噻嗪配体(L1)和10-己基-3-(2,2':6',2"-三联吡啶基)-吩噻嗪配体(L2)。并利用红外光谱、核磁共振氢谱、质谱、元素分析等分析手段表征了它们的组成和结构,其中L1还通过单晶X-射线衍射测定了晶体结构。 3.以L1、L2配体为母体,与无机纳米粒子ZnS、CdS通过溶剂热法得到了4种结构新颖的配合物,并解析了其中三种配合物的晶体结构,晶体结构中显示,这几种配合物都是双端基硫的结构,两个硫原子不仅作为端基与中心的金属离子配体,而且呈现出负一氧化态(S1-)。该氧化态的硫呈端基配位模式实属少见,本文用电荷自调整理论给予了合理的解释。 4.研究了配体及配合物的光学性质,包括:紫外-可见吸收光谱、单光子荧光光谱、固体荧光光谱和热重分析。结果显示几种物质都具有较好的光学活性,尤其是L1和L2两种配体。热重分析表明几种化合物都具有很高的分解温度,在高温下,配合物比配体显示出更好的热稳定性。另外,还研究了其中一种配合物的单光子荧光生物显影,发现它是细胞透过性的。 总之,研究表明,本文合成的两种配体都具有很好的光学活性,合成的几种配合物结构新颖,具有较好的光学性质,而且这几种化合物都具有很好的热稳定性,基本上能满足对有机-无机复合材料的要求,是具有潜在应用价值和前景的光功能材料。


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