含不同基团螺吡喃化合物的合成及其光谱性能研究
光致变色材料是一类应用广泛的新型功能材料，其中螺吡喃是研究最为深入、最为广泛的一种。由于具有特殊的性质，螺吡喃分子在受到外界条件的激发时，会发生闭环体SP结构向开环体MC结构的可逆转变过程，并伴随有颜色的可逆变化以及紫外吸收、荧光发射、偶极矩、晶体结构、亲疏水性、电化学性等物理化学性质的可逆变化。利用这些特殊的变化，螺吡喃在光分子开光、离子/分子检测、在荧光成像、光控润湿性、信息存储与逻辑运算、智能力学材料等方面得到了广泛的应用与研究。 为了获得不同种类的螺吡喃，本文设计并合成了含有烷基、羟基、羧基、酯基等不同基团的螺吡喃化合物，并在传统的合成方法上做出合理的改进，优化了过程，提高了产率。最后综合采用红外光谱、核磁氢谱进行分析表征，最终确定了目标产物的分子结构。 在光谱性能研究方面，选用羟基螺吡喃在光照、温度、酸碱度、溶剂极性等不同条件下进行测试，并借助紫外可见分光光度计进行光谱分析，发现了螺吡喃在随光照时间、温度高低、pH值大小、溶剂极性、基团种类变化时的一般变色规律及光谱性能;还对螺吡喃的光致变色动力学进行了深入研究，发现在一般极性的溶剂中表现为一级动力学过程，而在极性较大或者较小时，表现出特殊的动力学过程。 在制备有机/无机杂化功能材料过程中，通常需要化学基团将螺吡喃引入到无机材料表面，而巯基则是其中的关键基团。为此，本文设计了不同实验的方案来探索在螺吡喃分子上引入巯基的方法，最后成功合成出含有巯基的螺吡喃化合物，并采用红外光谱、核磁氢谱进行了分析表征。目前的研究进展中，利用巯基将螺吡喃杂化链接到无机量子点表面，实现了光强“亮”、“暗”的二元调节，但并未实现多元调节。因此我们构想设计了一种含双光致变色基团的量子点，可以利用光照进行多元调节其荧光强度，并阐述了螺吡喃在多元调节上的机理及其重要作用。
光致变色材料;螺吡喃化合物;合成工艺;光谱性能
中国海洋大学
硕士
材料学
田进涛
2015
中文
TB34
87
2016-01-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）