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吡唑啉酮类有机光致变色化合物的合成、表征和性质研究

作　者: 吉亚丽
导　师: 贾殿赠
学　校: 新疆大学
专　业: 物理化学
关键词: 化合物的合成 吡唑啉酮 性质研究 光致变色性质 苯亚甲基 酮类 部分合成 水杨酰肼 硫甲基氨基硫脲 表征
分类号: O626
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
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内容摘要


本文合成了两类含吡唑啉酮环结构的新型有机光致变色化合物，通过对其晶体结构的分析，初步探讨了它们的结构与光致变色性能之间的关系，全文共分为四大部分。　第一部分合成了两个具有光致变色性的化合物1，3－二苯基－4－苯亚甲基－5－吡唑啉酮缩氨基硫脲（PPBP－TSC）和1－苯基－3－甲基－4－苯亚甲基－5－吡唑啉酮缩硫甲基氨基硫脲（PMBP－smtsc），采用单晶XRD及其它光谱分析技术确定了它们变色前后的结构，通过粉末紫外可见漫反射对它们的光致变色性质进行了表征，并测出了光致变色反应动力学常数，根据结构数据，提出了分子间质子转移机理。由于它的变色主体为吡唑啉酮环，与Schiff碱的特征部分－C＝N－无关，故它不属于Schiff碱类光致变色化合物。　第二部分合成了一系列吡唑啉酮酰肼类化合物，并用元素分析，IR光谱，1H　NMR谱，单晶XRD衍射法进行表征。通过对具有光致变色性的N－(1－苯基－3－甲基－4－苯亚甲基吡唑啉酮－5)－水杨酰肼（PMBP－SAL），和不具有光致变色性的N－(1－苯基－3－甲基－4－苯亚甲基吡唑啉酮－5)－呋喃甲酰肼（PMBP－FNH），N－(1－苯基－3－甲基－4－苯亚甲基吡唑啉酮－5)－对硝基苯甲酰肼（PMBP－PNH）和N－(1－苯基－3－甲基－4－乙酰基吡唑啉酮－5)－水杨酰肼（PMEP－SAL）等晶体结构的对比研究，初步探讨了前者的光致变色机理，并分析了其它化合物不具有光致变色性的原因及其对光致变色性能的影响因素。　第三部分合成了[Ni(PMBP-SAL)(py)]和[Co(PMBP-smtsc)2]·2H2O配合物，采用单晶XRD确定了其结构，并用TG－DSC技术讨论了它的热分解过程。晶体结构研究表明，[Ni(PMBP-SAL)(py)]为一混配配合物，吡啶作为第二配体以N原子参与配位，Ni(Ⅱ)为四配位，且呈略为畸变平面方形；在[Co(PMBP-smtsc)2]·2H2O配合物中，Co(Ⅱ)为六配位，<WP=3>且呈略为畸变的八面体。水分子通过分子间氢键将邻近结构单元桥连起来，形成一维锯齿状链结构的超分子配合物。同时分析了它们不具有光致变色性的原因。　第四部分合成了一种双吡唑啉酮化合物，采用单晶XRD及其它光谱技术确定了它的结构，初步探讨了其反应的机理。

全文目录


前言  11-19
  1 概述  11-12
  2 光致变色的反应模式  12-14
    2．1 单分子反应模式  12
    2．2 多组分反应模式  12
    2．3 环式反应模式或多稳态可逆反应模式  12-13
    2．4 多光子光致变色反应体系  13-14
  3 主要有机光致变色体系  14-17
    3．1 键的异裂  14
    3．2 键的均裂  14
    3．3 顺反异构  14-15
    3．4 氧化还原反应  15
    3．5 周环反应体系  15-16
    3．6 质子转移互变异构  16-17
  4 光致变色材料的应用前景  17-18
  5 目的与意义  18-19
第一部分 含硫席夫碱光致变色化合物的合成，表征与性质研究  19-47
  1 实验所用的试剂与仪器  19
    1．1 试剂  19
    1．2 仪器  19
  2 实验部分  19-38
    2．1 1，3－二苯基－5－吡唑啉酮（PBP）的合成  19-20
    2．2 1，3－二苯基－4－苯甲酰基－5－吡唑啉酮（PPBP）的合成  20
    2．3 PPBP－TSC的合成  20-21
    2．4 PMBP－smtsc的合成  21
    2．5 单晶的制备和晶体结构的测定  21-38
      2．5．1 橙色的PMBP－smtsc（B*）的晶体结构测定  21-29
      2．5．2 物质C的晶体结构测定  29-38
  3 结果与讨论  38-41
    3．1 PPBP－TSC的红外光谱解析  38
    3．2 PPBP－TSC质谱和核磁共振氢谱解析  38-39
    3．3 橙色的PMBP－smtsc的晶体结构解析  39
    3．4 物质C的晶体结构解析  39-41
  3．5 光致变色行为及其机理  41-47
    3．5．1 PPBP－TSC的光致变色行为  41-43
    3．5．2 PMBP－smtsc的光致变色行为  43
    3．5．3 光致变色机理  43-47
第二部分 吡唑啉酮酰肼类化合物的合成与结构  47-91
  1 实验所用的试剂与仪器  47
    1．1 试剂  47
    1．2 仪器与测试条件  47
  2 实验部分  47-50
    2．1 原料的合成  47-49
      2．1．1 异烟酰肼（NTH）的合成  47-48
      2．1．2 皮考啉克酸酰肼（PCH）的合成  48
      2．1．3 对硝基苯甲酰肼（PNH）的合成  48
      2．1．4 水杨酰肼（SAL）的合成  48-49
      2．1．5 1 －苯基－3－甲基－4－乙酰基－5－吡唑啉酮（PMEP）的合成  49
    2．2 有机配体的合成  49-50
      2．2．1 PMBP－SAL的合成  49
      2．2．2 PMBP－FNH的合成  49-50
      2．2．3 PMBP－PNH的合成  50
      2．2．4 PMEP－SAL的合成  50
      2．2．5 PMEP—INTH的合成  50
      2．2．6 PMEP－PCH的合成  50
  3 合成路线  50-52
  4 结果与讨论  52-84
    4．1 有机配体的元素分析  52
    4．2 红外光谱解析  52-53
    4．3 核磁共振氢谱解析  53
    4．4 质谱解析  53-55
    4．5 晶体结构解析  55-84
      4．5．1 PMBP－SAL的晶体结构解析  55-62
      4．5．2 PMBP－FNH的晶体结构解析  62-69
      4．5．3 PMBP－PNH的晶体结构解析  69-76
      4．5．4 PMEP－SAL的晶体结构解析  76-84
  5 光致变色行为研究  84-87
  6 光致变色机理  87-91
第三部分 配合物的合成与结构  91-111
  1 [Ni（PMBP-SAL）（py）]配合物的合成、表征与晶体结构  92-101
    1．1 实验所用的试剂与仪器  92
      1．1．1 试剂  92
      1．1．2 仪器  92
    1．2 实验部分  92
      1．2．1 配体的合成  92
      1．2．2 配合物的合成  92
    1．3 结果与讨论  92-101
      1．3．1 [Ni（PMBP-SAL）（py）]的热分解过程  92-93
      1．3．2 红外光谱解析  93-94
      1．3．3 紫外可见吸收光谱  94
      1．3．4 晶体结构测定  94-100
      1．3．5 标题化合物的晶体结构解析  100-101
      1．3．6 结构与光致变色性能之间的关系  101
  2 [Co（PMBP-smtsc）2]·2H2O配合物的合成、表征和晶体结构  101-111
    2．1 实验所用的试剂与仪器  101-102
      2．1．1 试剂  101-102
      2．1．2 仪器  102
    2．2 实验部分  102
      2．2．1 配体的合成  102
      2．2．2 配合物的合成  102
    2．3 结果与讨论  102-111
      2．3．1 [Co（PMBP-smtsc）2]·2H2O的热分解过程．  102-103
      2．3．2 红外光谱解析  103
      2．3．3 晶体结构的测定  103-110
      2．3．4 标题化合物的晶体结构解析  110
      2．3．5 结构与光致变色性能之间的关系  110-111
第四部分 一种双吡唑啉酮化合物的合成与结构  111-130
  1 实验所用的试剂与仪器  111
    1．1 试剂  111
    1．2 仪器  111
  2 实验部分  111-113
    2．1 1 －苯基－3－甲基－4－乙酰基－5－吡唑啉酮（PMEP）的合成  111-112
    2．2 PMEP－smtsc的合成  112
    2．3 化合物E的合成  112-113
  3 结果与讨论  113-130
    3．1 红外光谱解析  113-114
    3．2 质谱分析  114
    3．3 核磁共振氢谱解析  114-115
    3．4 单晶的制备和晶体结构的测定  115-128
    3．5 晶体结构解析  128-129
    3．6 反应机理  129-130
致谢  130-131
参考文献  131-136

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 有机化学 > 杂环化合物
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