1. 研究目的与意义
面临矿物能源紧缺、环境污染等全球问题日益恶化的严峻形势,新能源的开发成为人类需要迫切解决的生存难题之一。
太阳能与其他新能源相比具有无可比拟的优越性,自然界中部分生物通过光合作用可以直接利用太阳能为生命活动提供所需,是一个高效无污染的能源利用过程。
通过构筑光诱导能量转移体系来模拟这些光化学反应,深入探索和理解光合作用机理,继而开发分子光电器件、光学传感器、太阳能电池和光学生命体复合材料等,将地球表面覆盖的太阳能转化为人类所需的能量,对解决目前所面临的能源和环境危机以及人类进步发展具有重要意义。
2. 课题关键问题和重难点
课题的难点及关键一:调PH值,实验初期投料并反应24小时后需要加入氢氧化钠把PH值调到7,当PH达到5~6时需控制氢氧化钠以防PH值突变,颜色也由PH值的增加由淡黄透明变成粉色浑浊液,PH值一旦突变实验将前功尽弃,产品全无。
此关键在于控制氢氧化钠的量。
课题的难点及关键二:装柱子,硅胶与石油醚混合搅匀,快速倒进柱子中,如果硅胶没搅匀则柱子会出现断层及气泡,严重影响产率。
3. 国内外研究现状(文献综述)
本论文选择三聚茚作为构建星型分子的核心结构单元,以合成具有新颖结构和优性能的多生色团星型分子体系为目的,拟合成11种未见文献报道的星型分子体系:以三聚茚为核心,并以卟啉、咔咯、BODIPY、富勒烯、香豆素等基团为臂,利用Suzuki偶联、1,3-偶极环加成、Wittig等反应将这些生色团以收敛的方式稼接到三聚茚的活性位置上,拟获得了四个三元体系星型化合物(16a-c、18)、三个四元体系星型化合物(20、22、24)和四个基于三聚茚-香豆素共轭结构的星型化合物(31a-d);采用1HNMR、13CNMR、高分辨电喷雾质谱、紫外-可见吸收光谱、荧光发射光谱等对化合物进行结构表征和光物理性质研究。
[1]闫文艳,阚玉和,马慧等.星型BODIPY端基三聚茚衍生物的分子设计与光物理性质[J].化学学报,2011,69(13):1497-1502.[2]JiaWL.,SongD.,WangS.BlueLuminescentThree-Coordinateorganoboron compoundswitha2,2-dipyridylaminofunctionalgroup[J].J.Org.Chem.,2003,68(3):701-705.[3]WangD.,GengZ.Designandcharacterationofplanarstar-shapedoligomerelectron donorsfororganicsolarcells:aDFTstudy[J].Can.J.Chem.,2015,93(11):1181-1190.[4]孔令义.香豆素化学[M].2008,化学工业出版社,1.[5]薛霜霜,何洪波,余长林.稀土上转换用于提高半导体化合物光催化效率的研究进展[J].2015,6(4):98-102.
4. 研究方案
第一部分:在三聚茚的2,7,12位分别引入两个相同电子给体和一个电子受体构成四种多元分子体系16a-c和18。
第二部分:将BODIPY、咔咯和C60单元分别稼接在三聚茚的2,7,12活性位置得到了一种四元体系分子20。
第三部分:将BODIPY、卟啉和富勒烯分别稼接在三聚茚的2,7,12活性位置得到了一种四元体系分子22。
5. 工作计划
第二学期 第1-4周:做基本的实验,合成实验原材料,掌握基本实验操作方法。
第5-8周:做实验,对样品进行表征,在三聚茚的2,7,12位分别引入两个相同电子给体和一个电子受体构成四种多元分子体系16a-c和18。
对比结果,记录数据,处理讨论数据结果,准备期中小结。
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