偶氮基团修饰的苝酰亚胺染料的合成及其光响应行为

以3,5二羟基苯甲醇为原料,经醚化、溴代反应得到3,5二（十二烷氧基）苄基溴,然后与4羟基4′硝基偶氮苯反应,再还原得到含氨基的偶氮化合物6,最后与3,4;9,10苝四甲酸二酐缩合得到新型偶氮-苝酰亚胺二元染料7。考察了紫外光光照时间及浓度等因素对偶氮-苝酰亚胺二元染料光学性能的影响,结果表明浓度越大,偶氮生色团由反式结构向顺式结构的转变速度越慢;对相转移法组装形成的聚集体形貌结构的研究表明,当甲醇与三氯甲烷体积比为7∶1或5∶1时,更易形成较规整的短棒;比较研究紫外光光照和未光照下快速溶剂扩散法组装形成的聚集体形貌结构发现,光照下制备的聚集体结构的规整性不及未光照下制备的;吸收光谱表明在光照下组装的聚集体分子间π*π堆积作用更弱,这是由于偶氮基团由反式结构向顺式结构的转变导致分子空间几何构型的变化,破坏了分子堆积的有序性,不利于低维功能材料的形成。     

偶氮苯分子光致异构化的研究

偶氮苯类化合物分子在一定波长的光照射下会产生顺式反式的结构变化,利用东南大学分子逊实验室提出的薄膜实时演变分析技术和基于此技术所研制的系统对这一现象进行研究。我们发现甩膜法制备的异丁烯酸（２－对硝基偶氮苯）乙酯Ｐ１２薄膜在光照下的折射率的变化是由于偶氮苯分子的光致异构化造成的,用３６０ｎｍ光照使偶氮苯分子产生由反式到顺式的结构变化,再用４５０ｎｍ光照使偶氮苯分子产生由顺式到反式的结构变化。在薄膜实     

偶氮苯调控DNA解链的机理研究

采用半经典动力学模拟的方法研究了偶氮苯、2-甲基偶氮苯及2,6-二甲基偶氮苯3种分子的光致异构化反应,上述3种偶氮分子结构由反式变为顺式的时间顺序是偶氮苯2-甲基偶氮苯2,6-二甲基偶氮苯,说明光致异构化反应的活化能顺序是偶氮苯2-甲基偶氮苯2,6-二甲基偶氮苯。这就意味着2,6-二甲基偶氮苯发生光致异构化反应必须吸收足够高能量形成活化分子,从而克服过渡态能垒。较高的能量状态决定了分子在过渡态的热力学稳定性降低,因此反式的2,6-二甲基偶氮苯在过渡态更容易失活,形成顺式异构体。模拟结果解释了2,6-二甲基偶氮苯对DNA解链过程调控效率最高的实验现象。     

偶氮苯调控DNA解链的机理研究

采用半经典动力学模拟的方法研究了偶氮苯、2-甲基偶氮苯及2,6-二甲基偶氮苯3种分子的光致异构化反应,上述3种偶氮分子结构由反式变为顺式的时间顺序是偶氮苯<2-甲基偶氮苯<2,6-二甲基偶氮苯,说明光致异构化反应的活化能顺序是偶氮苯<2-甲基偶氮苯<2,6-二甲基偶氮苯.这就意味着2,6-二甲基偶氮苯发生光致异构化反应必须吸收足够高能量形成活化分子,从而克服过渡态能垒.较高的能量状态决定了分子在过渡态的热力学稳定性降低,因此反式的2,6.二甲基偶氮苯在过渡态更容易失活.形成顺式异构体.模拟结果解释了2,6.二甲基偶氮苯对DNA解链过程调控效率最高的实验现象.     

吸电子基对苝酰亚胺衍生物气敏传感性能的影响

在苝四酸酐苝湾1,7或1,6,7,12位分别引入氰基或氯原子,制备了两种苝湾含吸电子基的苝酰亚胺衍生物N,N’-双(十二烷基)-1,7-二氰基-3,4:9,10-苝二酰亚胺(PTCDI-CNC12)和N,N’-双(十二烷基)-1,6,7,12-四氯-3,4:9,10-苝二酰亚胺(PTCDI-ClC12),并研究了两种化合物在氯仿/甲醇二元混合溶剂中的超分子自组装及所得纳米结构的传感性能.结果显示,在苯肼气氛(10ppm)中,两种苝酰亚胺衍生物的灵敏度不同,PTCDI-CNC12电流增加了2个数量级,而PTCDI-ClC12增加了4个数量级.其原因在于两者比表面积的差别和分子骨架结构扭曲程度的不同.这表明苝湾位吸电子基对苝酰亚胺衍生物气敏传感性能有着显著影响.     

苝酰亚胺——手性表面活性剂复合物在溶液中自组装行为的研究(英文)

研究制备了苝酰亚胺——手性表面活性剂复合物N,N′-双(2-(季铵基乙撑))-3,4,9,10-苝二酰亚胺-双((3R)-3,7-二甲基辛基-6-乙烯基)磷酸盐,详细研究了其在乙醇/正己烷,乙醇/正辛烷溶液中的自组装行为及组装机理。结果表明,该复合物在乙醇/正己烷溶液中组装为纳米管,在乙醇/正辛烷溶液中组装为纳米带。对其组装机理研究表明,该分子在溶液中组装为不同形态的纳米结构是π-π相互作用,疏水作用及手性诱导等多种作用力协同作用的结果.     

4,4′-二乙炔基偶氮苯的合成及其光学性能

以苯胺为原料通过偶联反应合成了4,4′-二乙炔基偶氮苯,并通过1H NMR对各步合成产物结构进行了分析.1H NMR结果表明:4,4′-二乙炔基偶氮苯合成产率达到85%.产物的紫外光谱显示:在波长243 nm处出现苯环π-π*吸收;350 nm处显示了偶氮苯发色团的反式特征吸收峰;420 nm左右出现偶氮苯顺式特征吸收峰.不同照射时间下的紫外光谱图表明,4,4-二乙炔基偶氮苯氯仿溶液在365 nm紫外光照射下会发生顺-反异构现象.     

含偶氮苯和1,3,4-噁二唑基团化合物的合成及光响应性能

以间苯二甲酸为原料,经过多步合成了1种含偶氮苯和1,3,4-噁二唑基团化合物5-[4-(十六烷氧基)苯基偶氮-]1,3-苯基-二-(1,3,4-噁二唑硫基)乙酸甲酯(8),利用IR、UV-vis、1 H NMR对其结构进行表征.该化合物四氢呋喃溶液紫外光谱中,偶氮苯结构K带的最大吸收波长为360nm,摩尔吸光系数ε为27 476L.mol-1.cm-1.在365nm紫外光照射下,偶氮苯基团发生反-顺异构化,照射5min后达到光稳态,光稳态时偶氮苯基团光致反顺异构化速率常数kp为1.338 9min-1,反式异构体转化效率R为80.95%,顺式异构体比例Y为84.99%,光稳态时偶氮苯K带最大吸收波长由360nm蓝移至326nm,将其置于暗室中,35h后恢复到光照前状态.     

顺（反）-4，4′-双（4-羟基苯基偶氮）二苯并冠醚的合成与表征

以顺(反)-二氨基二苯并-14-冠-4、顺(反)-二氨基二苯并-18-冠-6和苯酚为原料，通过重氮化和偶联反应合成了4个新的顺(反)-4，4′-双(4-羟基苯基偶氮)二苯并-14-冠-4(化合物1和2)和顺(反)-4，4′-双(4-羟基苯基偶氮)二苯并-18-冠-6(化合物3和4)．化合物的结构通过元素分析、紫外光谱、红外光谱和核磁共振波谱等手段确证．发现反式-构型的化合物2和4的熔点高于顺式-构型的化合物1和3的熔点．     

顺(反)-4,4''''-双(4-羟基苯基偶氮)二苯并冠醚的合成与表征

以顺(反)-二氨基二苯并-14-冠-4、顺(反)-二氨基二苯并-18-冠-6和苯酚为原料,通过重氮化和偶联反应合成了4个新的顺(反)-4,4′-双(4-羟基苯基偶氮)二苯并-14-冠-4(化合物1和2)和顺(反)-4,4'-双(4-羟基苯基偶氮)二苯并-18-冠-6(化合物3和4).化合物的结构通过元素分析、紫外光谱、红外光谱和核磁共振波谱等手段确证.发现反式-构型的化合物2和4的熔点高于顺式-构型的化合物1和3的熔点.     

5-苯基偶氮基苯并呋喃-2-甲酸乙酯的顺反异构现象

5-苯基偶氮基苯并呋喃-2-甲酸乙酯的甲醇溶液刚配制好时其紫外-可见吸收光谱只显示两个吸收峰,一个是苯环的吸收峰,位于272 nm,另一个是偶氮基的吸收峰,位于344 nm,受光照射后,在该吸收光谱中多了一个吸收带,位于460 nm。质谱显示:在该溶液中没有新化合物生成,这表明5-苯基偶氮基苯并呋喃-2-甲酸乙酯在甲醇中受光照后会发生偶氮基团结构的顺反异构化。该异构化行为经一定时间后会达到平衡,HPLC分析表明:平衡时,反式异构体的含量为顺式异构体含量的2.7倍。     

双胆固醇取代Schiff碱衍生物的合成及其自组装性质

设计合成了双胆固醇取代Schiff碱衍生物, 发现该化合物能在苯、 CCl₄、 乙酸丁酯和DMF中自组装形成透明的有机凝胶. 扫描电镜和透射电镜照片表明, 大量一维凝胶纤维的交叉缠绕构成了三维网络结构. UV-vis吸收光谱表明, 在凝胶相中Schiff碱基团之间通过π-π相互作用形成了H-聚集体.     

制备条件对梯形聚硅氧烷取向层光取向行为的影响

选用侧链含有双元光敏基团的梯形聚硅氧烷材料作为光取向材料,采用偏光显微镜(POM)及晶体旋转法,研究了梯形聚硅氧烷光取向层的制备条件,包括取向剂浓度、紫外光辐照度及光照时间对光取向层的取向行为的影响.结果表明,取向剂浓度越大,光敏基团更易于组装成垂直取向状态,进而诱导液晶分子形成垂直取向的分子排列方式.在一定的紫外光辐照度范围内可以有效地引起偶氮苯光敏基团的面内、面外异构化及再取向,有利于取向层诱导液晶分子形成平面取向的分子排列方式.紫外光光照时间的增加有利于取向层诱导液晶分子形成平面取向的分子排列方式.     

2,3-环氧酮与一氧化氮的开环反应研究

在二氯甲烷溶液中,一氧化氮导致2,3-环氧酮发生顺式开环反应,生成的顺式羟基硝酸酯化合物为主要产物.在质子型溶剂如甲醇中,开环反应主要以反式方式发生,生成以反式为主,顺式为辅的异构体混合物2-羟基3-甲氧基-1-丙酮.     

多金属氧簇复合物体系的可逆动态组装、可控光致变色及超分子催化研究报告

分子自组装是分子自发形成特定有序聚集结构的过程。为了建立新的功能自组装体系,实现分子聚集体由单组分到多组分、由静态到动态,并通过环境变化进而实现从聚集体结构可控发展到功能可控,在过去一年里,我们从无机金属氧簇和与之匹配的有机组分构筑基元设计入手,通过组分间结构匹配和作用方式、组装性质、刺激响应及功能特性调节,合成了一系列新的以无机簇阴离子为核、以修饰的有机阳离子为壳的双组分通过静电相互作用形成的、具有刺激响应性和适应不同功能需要的、结构形态可变的两亲性超分子复合物预组装体。我们以研究复合物自组装形成的多级聚集结构为基础,通过揭示响应基团与组装结构间的联动关系,获得了具有可逆转变特性的分子组装体并阐明了动态转变过程和机理。在此基础上,我们利用溶液中组装结构的动态可调控特性,通过光照和温度变化调控分子间相互作用,实现了水相中分子聚集体的组装与解组装、极性相和非极性相之间的可逆相转移、可逆氧化还原和相转移催化氧化功能。该年度的工作实现了将有机和无机组分通过多种相互作用整合到同一个组装体系中,揭示了多金属氧簇超分子复合物的手性转移和可逆光致变色、手性组装结构与非手性组装结构的动态结构可逆转变和机理,同时实现了同时含有主体和客体基团的超分子复合物自识别、手性转移和手性放大的光调控。这些工作将为实现该研究的下一步目标提供很好的基础。     

功能性二硫化物的合成与表征

在促进剂1-羟基苯并三唑(HOBT)或4-二甲氨基吡啶(DMAP)存在下,以二环己基碳二亚胺(DCC)为缩合剂,3-巯基丙酸二硫化物分别与烯丙胺、甲基丙烯酸β-羟基乙酯(HEMA)、对氨基偶氮苯和对羟基偶氮苯缩合,合成了带可聚合双键的二硫化物和带偶氮苯光敏性基团的二硫化物。通过红外光谱、核磁共振氢谱和紫外光谱对上述功能性二硫化物的结构进行了表征。     

蜜胺修饰的偶氮类凝胶因子的合成及其凝胶行为

设计合成了2个双蜜胺修饰的偶氮苯类小分子有机凝胶因子M-AZO-1和MAZO-2.M-AZO-1和M-AZO-2能在多种有机溶剂中形成稳定的凝胶.通过SEM观察凝胶聚集体结构发现,凝胶因子在不同溶剂中形成凝胶的微观形貌结构不同,在乙酸乙酯等极性溶剂中凝胶纤维直径较大,在甲苯和甲基环己烷等非极性溶剂中凝胶纤维直径较小.进一步研究了UV光照对凝胶行为的影响.M-AZO-1和M-AZO-2经365nm UV光照后仍可以形成凝胶,其凝胶聚集体结构变化不明显.     

水溶性苝酰亚胺化合物电子转移与长寿命自由基阴离子的生成

利用紫外可见吸收光谱研究了一种结构新颖的以聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)链为取代基的水溶性苝酰亚胺化合物N,N’-二(聚乙二醇)-1-(4-巯基苯)苝酰亚胺(N,N’-Di(polyethylene glycol)-1-(4-mercaptobenzene)-perylene-3,4,9,10-tetracarboxylic diimide,BFL)的聚集行为,溶剂极性、表面活性剂对聚集行为有显著影响。结果表明:在水溶液中BFL在530 nm只出现一个与单体聚集体比例相关的特征峰;浓度增加,溶液中聚集体比例增加不明显;而有机溶剂和表面活性剂能够分散化合物,明显提高单体的数量。在水溶液中硫化钠使BFL发生电子转移反应,能够捕捉到超长寿命的中间产物一价阴离子自由基,之后BFL进一步被还原为二价阴离子。这种能够在还原反应中产生超长寿命自由基的特性使BFL成为优异的n型材料。     

基于酪氨酸酶-氧化石墨烯的生物传感器的制备及应用

研制了基于酪氨酸酶和氧化石墨烯修饰丝网印刷电极的生物传感器,并用于水中邻苯二酚的测定1-芘丁酸琥珀酰亚胺酯分子通过非共价的π-π堆积作用吸附到氧化石墨烯上,酪氨酸酶与1-芘丁酸琥珀酰亚胺酯形成酰胺键,组装到氧化石墨烯上,制得纳米复合材料.该材料为酩氨酸酶的固定提供了有利的微环境,并且能很好地保持其生物活性.传感器对邻苯...     

N-苯基-1,8-萘酰亚胺衍生物的电子结构和光谱性质的理论研究

采用密度泛函理论(DFT),在B3LYP/6-31+G(d)水平上对N-苯基-1,8-萘酰亚胺及其18种衍生物的几何结构进行全优化。在基态优化构型基础上,用含时密度泛函理论(TD-DFT)方法计算了该类物质在甲醇溶剂中的紫外可见吸收光谱。分析了分子几何构型、前线分子轨道的电子分布和轨道能级等特征,讨论了结构和吸收光谱之间的关系。结果表明,N-苯基-1,8-萘酰亚胺及其衍生物的稳定构型为非平面结构;其最强吸收光谱主要来源于HOMO→LUMO的π→π*跃迁。此外,在苯环上引入强推电子基团,能够显著降低HOMO与LUMO之间的能级差。