二芳乙烯衍生物的合成及其晶体的光机械性质研究

发布时间：2023-04-08 02:56

　　作为光响应材料的一员,光机械响应材料能够在光的驱动下发生宏观持续运动或形变,一直是材料领域研究的热点。常见的光机械响应材料包括聚合物、液晶和晶体。其中,光机械分子晶体引起了越来越多的关注。一方面,它们在光俘获、机械致动器、分子机器、光学传感器和智能开关中具有巨大的应用潜力。另一方面,分子晶体拥有高度有序的结构、更高的杨氏模量、更短的响应时间和反应过程可以预先控制等优势受到科研工作者的青睐。为了获得高效的光机械分子晶体,重要的是要了解分子结构、堆积模式和光机械性质之间的关系。本文设计了一系列新的二芳乙烯化合物,研究了不同官能团对分子堆积和拓扑光化学反应的影响、以及不同形状的晶体的光机械性质。得到了如下创新性研究结果:1)合成了不同卤素取代的萘基丙烯酸及萘基丙烯酸甲酯衍生物:FNAA、ClNAA、BrNAA、FNAMe、ClNAMe和BrNAMe。发现,在紫外光照射下,针状晶体FNAA和BrNAMe发生背光弯曲;条状晶体ClNAA先发生向光弯曲,再发生背光弯曲;片状晶体BrNAA发生扭转,最后呈右螺旋结构。紫外光照后,微晶的核磁共振氢谱在高场区出现对应于环丁烷上氢的核磁信号,说明[2+2]...

【文章页数】：177 页

【学位级别】：博士

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中文摘要
ABSTRACT
第一章 前言
    §1.1 引言
    §1.2 光机械运动行为
    §1.3 不同类型的光化学反应诱导下的光机械运动
        §1.3.1 水杨醛衍生物的烯醇式-酮式异构化诱导下晶体的光机械运动
        §1.3.2 顺-反异构化诱导下晶体的光机械运动
            §1.3.2.1 碳-碳双键的顺-反异构化诱导下晶体的光机械运动
            §1.3.2.2 偶氮苯的光异构化诱导下晶体的光机械运动
        §1.3.3 无机金属配合物的分子内键异构化诱导下晶体的光机械运动
        §1.3.4 二芳基乙烯的电环化反应诱导下晶体的光机械运动
        §1.3.5 [4+4] 环加成反应诱导下晶体的光机械运动
        §1.3.6 光聚合反应诱发下晶体的光机械运动
        §1.3.7 [2+2] 环加成反应诱导下晶体的光机械运动
    §1.4 立题思想
    参考文献
第二章 基于卤代萘基丙烯酸衍生物的分子晶体的光机械效应
    §2.1 引言
    §2.2 实验部分
        §2.2.1 目标分子的合成
        §2.2.2 晶体的制备
    §2.3 结果与讨论
        §2.3.1 合成与表征
        §2.3.2 光物理性质
        §2.3.3 密度泛函理论计算
        §2.3.4 光机械行为
    §2.4 本章小结
    参考文献
第三章 基于五氟苯乙烯基萘的分子晶体的光机械与荧光开关性质
    §3.1 引言
    §3.2 实验部分
        §3.2.1 目标分子的合成
        §3.2.2 晶体的制备
    §3.3 结果与讨论
        §3.3.1 合成与表征
        §3.3.2 光物理性质
        §3.3.3 密度泛函理论计算
        §3.3.4 光机械行为
        §3.3.5 荧光开关效应
    §3.4 本章小结
    参考文献
第四章 顺-反异构化诱导萘乙烯基苯并噁唑晶体的光机械行为
    §4.1 引言
    §4.2 实验部分
        §4.2.1 目标分子的合成
        §4.2.2 晶体的制备
    §4.3 结果与讨论
        §4.3.1 合成与表征
        §4.3.2 光物理性质
        §4.3.3 密度泛函理论计算
        §4.3.4 光机械行为
    §4.4 本章小结
    参考文献
第五章 基于氯代萘乙烯基苯并噁唑的分子晶体的光机械效应
    §5.1 引言
    §5.2 实验部分
        §5.2.1 目标分子的合成
        §5.2.2 晶体和纤维的制备
    §5.3 结果与讨论
        §5.3.1 合成与表征
        §5.3.2 光物理性质
        §5.3.3 密度泛函理论计算
        §5.3.4 光机械行为
    §5.4 本章小结
    参考文献
第六章 基于二芳基乙烯衍生物的分子晶体的光机械效应及其酸致变色性质
    §6.1 引言
    §6.2 实验部分
        §6.2.1 目标分子的合成
        §6.2.2 晶体的制备
    §6.3 结果与讨论
        §6.3.1 合成与表征
        §6.3.2 光物理性质
        §6.3.3 密度泛函理论计算
        §6.3.4 光机械行为
        §6.3.5 酸致变色性质
    §6.4 本章小结
    参考文献
附录一 目标分子的 ¹H NMR、¹³C NMR和MS谱图
附录二 测试仪器及其测试方法
附录三 试剂的商业来源及纯度
作者简历及在读期间的科研成果
致谢



本文编号：3785863