四苯乙烯类四氮唑衍生物的合成(附件)【字数：10939】
摘 要摘 要四氮唑及其衍生物在多个领域受到人们的关注。此次实验主要是制备四苯乙烯，再以四苯乙烯为原料探索合成四苯乙烯的四氮唑衍生物的路线及方法，然后再通过质谱、核磁等结构表征的方法，初步确定产物的结构。在制备的过程中探索了其反应机理，并深层次的挖掘得到的产物的特性。首先制取四苯乙烯，在本次实验中主要是用二苯甲酮和四氯化钛在锌粉的催化下制取四苯乙烯，再加入溴水经过自由基取代得到四溴四苯乙烯，粗产物通过重结晶析出针状溴代四苯乙烯晶体。化合物2是由溴代四苯乙烯氰基取代，然后通过Sharpless反应制得。化合物4是由溴代四苯乙烯先Suziki偶联反应，再经过Sharpless反应制得。这次设计实验促进了新型有机功能物质的发现和制备，并且对该类化合物性质的研究起到了很好的促进作用。同时，我们发现四苯乙烯四氮唑化合物具有很好的荧光性质可用于制备MOF，能够推动先进发光材料的发展。关键词 Suziki偶联反应；Sharpless反应；四氮唑衍生物；四苯乙烯
目录
第一章 绪论 1
1.1 四苯乙烯的简介 1
1.1.1四苯乙烯的基本信息 1
1.1.2 四苯乙烯在化学领域的应用 1
1.2 四氮唑的简介 2
1.2.1 四氮唑配体聚合物的简介 2
1.2.2 四氮唑国内外的研究现状及存在的问题 2
1.3 本课题研究的目的和意义 5
第二章 实验部分 7
2.1 引言 7
2.2 主要仪器和实验药品 7
2.2.1 实验仪器 7
2.2.2 实验药品 8
2.3 合成路线 8
2.3.1 化合物2的合成路线图 8
2.3.2 化合物4的合成路线图 9
2.4 表征使用的方法简介 9
2.4.1 质谱分析法 9
2.4.2 核磁共振法 10
2.4.3 红外光谱 11
2.4.4 荧光光谱 11
2.5 四苯乙烯四氮唑及其衍生物的合成 12
2.5.1 化合物2的合成 12
2.5.2 化合物4的合成 13< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
br /> 2.6 反应简介及机理 13
2.6.1 McMurry反应 14
2.6.2 Suziki偶联反应 14
2.6.3 Sharpless反应 16
第三章 结果与讨论 18
3.1 化合物2的结构及荧光分析 18
3.1.1 质谱分析 18
3.1.2 核磁分析 18
3.1.3 红外分析 20
3.1.4 荧光分析 20
3.2 化合物4的结构及荧光分析 22
3.2.1 质谱分析 22
3.2.2 核磁分析 22
3.2.3 红外分析 23
3.2.4 荧光分析 24
结论 26
致 谢 28
参 考 文 献 29
第一章 绪论
1.1 四苯乙烯的简介
1.1.1四苯乙烯的基本信息
四苯乙烯，人们通常又叫它均四苯乙烯，也被叫成四苯基乙烯（TPE），它的最简化学式为:C26H20，它的相对分子质量大约是332.44。四苯乙烯的分子结构图如下图11。由四苯乙烯的结构图，我们可以看出四苯乙烯具有螺旋桨状的构型，从图中可以明显的看出它具有高度的对称性。
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图 11： 四苯乙烯的结构图
1.1.2 四苯乙烯在化学领域的应用
四苯乙烯是有机化学领域使用比较多的合成原料之一，它的结构构型像螺旋桨，它反应制备的产率很高以及考虑到它的AIE性质，四苯乙烯被广泛的用来作为有机多孔材料的中间合成体。作为有机合成的中间体，以TPE为原料合成的化合物在光、电化学[1,2]，合成材料[3]等领域被广泛应用。
在Tang[4]带领的课题组发表论文第一次详细的描述了四苯乙烯荧光探针的AIE效应后，许多化学工作者纷纷开始研究以TPE为基础合成的AIE材料的特性以及这些材料在化学传感和检测领域的作用。AIE化合物突破了传统的有机发光材料的应用范围[4,5]。AIE化合物只有在固态或聚集状态才会产生AIE现象[6,7]。稀有溶液中AIE化合物不会产生这种现象，主要原因在于它的荧光强度非常的低。AIE材料与一般的有机荧光材料很大的一个不同，在聚集态它不会因为非辐射衰变导致它的荧光淬灭，AIE材料在固态或聚集态发射强荧光。这个重要特性使它成为热门的合成OLED原料。作为新型的光学材料，这类化合物有着很大的应用前景，并且它也广泛的应用于传感器和有机发光二极管中。
四苯乙烯很容易制取，而且具有螺旋桨状的结构以及AIE特征，所以它在构筑具有特殊性质的有机多孔材料上有很好的前景。小分子沿着一定的空间方向聚集，形成稳定密集的网一样的物质，这种物质就是有机多孔材料，它是一种聚合物。实验发现这种用TPE合成的有机多孔聚合物有很好的催化作用和气体储存能力。有机多孔材料比表面积很大，化学稳定性很高，骨架密度很低。有机多孔材料是完全由轻元素构成的，它在有机溶剂和空气中都很稳定，而且它的空隙大小可以调节。
1.2 四氮唑的简介
1.2.1 四氮唑配体聚合物的简介
目前在所有已发表的四氮唑文献中绝大多数都是在介绍四氮唑配体聚合物。顾名思义，四氮唑环上具有4个N原子，类似于羧酸有比较强的酸性。由于4个N原子会有很强的配位能力，因此会有多种配位模式。
四氮唑的配合物广泛的应用在各种领域[8]。四氮唑及其衍生物具有很强的配位能力，其多样性的配位模式，使其在配位化学领域有很远大的前景；它的某种取代物有降低血压的作用：在医药方面能做麻醉和哮喘药的原料；在生物领域，可以作为植物生长调节剂和合成某些催化助剂的中间物；在材料科学中，四氮唑的某些盐类有爆炸的特性，可以应用在爆破物质中（如发爆剂）；在摄影技术中，它能影响显影剂的选择；它也可作为颜色的稳定剂、防雾剂、光学漂白剂，塑料中的发泡剂、含氯铜的防腐剂；另外，也可在气相色谱中作为固定相和染料。
1.2.2 四氮唑国内外的研究现状及存在的问题
现在国内外对四氮唑的研究主要是采用四氮唑及其衍生物来作为配体构筑配位聚合物，其中最主要的就是对5取代的四氮唑类的研究。到现在为止，已经有很多资料详细地讲述了5取代的四氮唑类配位聚合物。美国的J. R. Long和J. Zubieta ，西班牙的E. Colacio ，国内东南大学的R. G. Xiong ，南开大学X. H. Bu，P. Cheng ，南京大学的X. Z. You ，华东师范大学的E. Q. Gao ，中山大学的T. B. Lu，M. L. Tong ，华南师范大学的H. Deng ，汕头大学的D. Li 等许多专家和教授都在研究四氮唑类的配位聚合物。从现有的四氮唑类配位聚合物的文献资料来看，主要有两种方法合成四氮唑类配合物，第一种方法是通过原位取代直接得到，第二种是分步进行反应，先得到对应的四氮唑类配体，然后再让它与金属离子结合得到最后需要的配位聚合物。除此以外，现在其它还有用咪唑（苯并咪唑)、三唑(苯并三唑)及其衍生物来构筑配位聚合物，也有很大的进展。相对于咪唑(苯并咪唑)、三唑(苯并三唑)而言，四氮唑是一种含有四个氮原子的五元杂环，它是平面结构，具有苯环的芳香性。
目录
第一章 绪论 1
1.1 四苯乙烯的简介 1
1.1.1四苯乙烯的基本信息 1
1.1.2 四苯乙烯在化学领域的应用 1
1.2 四氮唑的简介 2
1.2.1 四氮唑配体聚合物的简介 2
1.2.2 四氮唑国内外的研究现状及存在的问题 2
1.3 本课题研究的目的和意义 5
第二章 实验部分 7
2.1 引言 7
2.2 主要仪器和实验药品 7
2.2.1 实验仪器 7
2.2.2 实验药品 8
2.3 合成路线 8
2.3.1 化合物2的合成路线图 8
2.3.2 化合物4的合成路线图 9
2.4 表征使用的方法简介 9
2.4.1 质谱分析法 9
2.4.2 核磁共振法 10
2.4.3 红外光谱 11
2.4.4 荧光光谱 11
2.5 四苯乙烯四氮唑及其衍生物的合成 12
2.5.1 化合物2的合成 12
2.5.2 化合物4的合成 13< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
br /> 2.6 反应简介及机理 13
2.6.1 McMurry反应 14
2.6.2 Suziki偶联反应 14
2.6.3 Sharpless反应 16
第三章 结果与讨论 18
3.1 化合物2的结构及荧光分析 18
3.1.1 质谱分析 18
3.1.2 核磁分析 18
3.1.3 红外分析 20
3.1.4 荧光分析 20
3.2 化合物4的结构及荧光分析 22
3.2.1 质谱分析 22
3.2.2 核磁分析 22
3.2.3 红外分析 23
3.2.4 荧光分析 24
结论 26
致 谢 28
参 考 文 献 29
第一章 绪论
1.1 四苯乙烯的简介
1.1.1四苯乙烯的基本信息
四苯乙烯，人们通常又叫它均四苯乙烯，也被叫成四苯基乙烯（TPE），它的最简化学式为:C26H20，它的相对分子质量大约是332.44。四苯乙烯的分子结构图如下图11。由四苯乙烯的结构图，我们可以看出四苯乙烯具有螺旋桨状的构型，从图中可以明显的看出它具有高度的对称性。
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图 11： 四苯乙烯的结构图
1.1.2 四苯乙烯在化学领域的应用
四苯乙烯是有机化学领域使用比较多的合成原料之一，它的结构构型像螺旋桨，它反应制备的产率很高以及考虑到它的AIE性质，四苯乙烯被广泛的用来作为有机多孔材料的中间合成体。作为有机合成的中间体，以TPE为原料合成的化合物在光、电化学[1,2]，合成材料[3]等领域被广泛应用。
在Tang[4]带领的课题组发表论文第一次详细的描述了四苯乙烯荧光探针的AIE效应后，许多化学工作者纷纷开始研究以TPE为基础合成的AIE材料的特性以及这些材料在化学传感和检测领域的作用。AIE化合物突破了传统的有机发光材料的应用范围[4,5]。AIE化合物只有在固态或聚集状态才会产生AIE现象[6,7]。稀有溶液中AIE化合物不会产生这种现象，主要原因在于它的荧光强度非常的低。AIE材料与一般的有机荧光材料很大的一个不同，在聚集态它不会因为非辐射衰变导致它的荧光淬灭，AIE材料在固态或聚集态发射强荧光。这个重要特性使它成为热门的合成OLED原料。作为新型的光学材料，这类化合物有着很大的应用前景，并且它也广泛的应用于传感器和有机发光二极管中。
四苯乙烯很容易制取，而且具有螺旋桨状的结构以及AIE特征，所以它在构筑具有特殊性质的有机多孔材料上有很好的前景。小分子沿着一定的空间方向聚集，形成稳定密集的网一样的物质，这种物质就是有机多孔材料，它是一种聚合物。实验发现这种用TPE合成的有机多孔聚合物有很好的催化作用和气体储存能力。有机多孔材料比表面积很大，化学稳定性很高，骨架密度很低。有机多孔材料是完全由轻元素构成的，它在有机溶剂和空气中都很稳定，而且它的空隙大小可以调节。
1.2 四氮唑的简介
1.2.1 四氮唑配体聚合物的简介
目前在所有已发表的四氮唑文献中绝大多数都是在介绍四氮唑配体聚合物。顾名思义，四氮唑环上具有4个N原子，类似于羧酸有比较强的酸性。由于4个N原子会有很强的配位能力，因此会有多种配位模式。
四氮唑的配合物广泛的应用在各种领域[8]。四氮唑及其衍生物具有很强的配位能力，其多样性的配位模式，使其在配位化学领域有很远大的前景；它的某种取代物有降低血压的作用：在医药方面能做麻醉和哮喘药的原料；在生物领域，可以作为植物生长调节剂和合成某些催化助剂的中间物；在材料科学中，四氮唑的某些盐类有爆炸的特性，可以应用在爆破物质中（如发爆剂）；在摄影技术中，它能影响显影剂的选择；它也可作为颜色的稳定剂、防雾剂、光学漂白剂，塑料中的发泡剂、含氯铜的防腐剂；另外，也可在气相色谱中作为固定相和染料。
1.2.2 四氮唑国内外的研究现状及存在的问题
现在国内外对四氮唑的研究主要是采用四氮唑及其衍生物来作为配体构筑配位聚合物，其中最主要的就是对5取代的四氮唑类的研究。到现在为止，已经有很多资料详细地讲述了5取代的四氮唑类配位聚合物。美国的J. R. Long和J. Zubieta ，西班牙的E. Colacio ，国内东南大学的R. G. Xiong ，南开大学X. H. Bu，P. Cheng ，南京大学的X. Z. You ，华东师范大学的E. Q. Gao ，中山大学的T. B. Lu，M. L. Tong ，华南师范大学的H. Deng ，汕头大学的D. Li 等许多专家和教授都在研究四氮唑类的配位聚合物。从现有的四氮唑类配位聚合物的文献资料来看，主要有两种方法合成四氮唑类配合物，第一种方法是通过原位取代直接得到，第二种是分步进行反应，先得到对应的四氮唑类配体，然后再让它与金属离子结合得到最后需要的配位聚合物。除此以外，现在其它还有用咪唑（苯并咪唑)、三唑(苯并三唑)及其衍生物来构筑配位聚合物，也有很大的进展。相对于咪唑(苯并咪唑)、三唑(苯并三唑)而言，四氮唑是一种含有四个氮原子的五元杂环，它是平面结构，具有苯环的芳香性。
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