含硅烷取代基四硫富瓦烯衍生物的合成及电化学性能研究

论文摘要

四硫富瓦烯（TTF）及其衍生物作为优良的电子给体,在有机导体的研究中备受关注。近年来,TTF及其衍生物在非线性光学材料、分子电子器件、Langmuir-Blodgett膜、大环化学以及超分子化学等领域中得到了越来越广泛的研究。在众多TTF衍生物中,含有硅取代基的TTF衍生物是报道较少的一类,然而由于烷基硅能够参与π-电子共轭,增加体系电子离域性,将硅引入TTF是十分有意义的。本文首先以CS2和金属Na等为原料合成了二（1,3-二硫杂环戊烯-2-硫酮-4,5-二硫基）合锌酸四乙基铵（TEA2[Zn（DMIT）2]）,用TEA2[Zn（DMT）2]与含有氯甲基的硅烷试剂进行取代反应,得到4和5位取代的1,3-二硫杂环戊烯-2-硫酮（1a-1e）,然后在醋酸汞、醋酸和二氯甲烷形成的溶液中将硫酮转化为酮（2a-2e）,再用亚磷酸三乙酯作为偶合剂进行偶合,得到含有硅烷取代基的TTF衍生物（3a-3e）,通过IR、1H NMR、13C NMR、MS对它们的结构进行了表征。在以上的产物中,我们还顺利的得到了化合物1a、1d、2a、2d和3a的单晶,并对1a、2a和2d的单晶结构进行了表征。另外,以L-酒石酸二乙酯为起始原料,经过保护、还原、羟基的活化、成环等反应得到中间体手性化合物9,将手性化合物9和化合物2a在亚磷酸三乙酯的作用下进行偶合反应,合成了含硅烷及手性取代基的TTF衍生物10,通过IR、1H NMR、13C NMR对其结构进行了表征。最后,我们以铂电极为对电极,玻碳电极为工作电极,饱和甘汞电极为参比电极的三极工作池中,通过循环伏安法对所得目标化合物的电化学性质进行了测定。结果表明,化合物3d的Eox1=0.5891 V、Eox2=0.9169 V、Ered1=0.5463 V、Ered2=0.8628 V、△E1=42.8 mV、△E2=54.1 mV,△E1和△E2均小于60 mV,所以化合物3d发生的氧化还原反应是可逆的,而化合物10的Eox1=0.7088 V、Eox2=1.0281 V、Ered1=0.6168 V、Ered2=0.9198 V、△E1=92m V、△E2=108.3 mV,△E1和△E2均太于60mV，所以化合物10发生的氧化还原反应是不可逆的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 四硫富瓦烯衍生物的研究与应用概况
• 1.2.1 TTF衍生物生物在分子开关领域的研究概况
• 1.2.2 TTF衍生物生物在有机光电功能材料方面的研究概况
• 1.2.3 含硅取代基的TTF衍生物的研究概况
• 1.3 本课题的提出
• 第2章 结果与讨论
• 2.1 含硅烷取代基的TTF衍生物的合成
• 2.1.1 含硅烷取代基的TTF衍生物的合成
• 2[Zn（DMIT）₂]的合成'>2.1.2 TEA₂[Zn（DMIT）₂]的合成
• 2.1.3 4,5二（苯甲酰硫基）-1,3-二硫杂环戊烯-2-硫酮的合成
• 2.1.4 含硅取代基的1,3-二硫杂环戊烯-2-硫酮（1a～1e）的合成
• 2.1.5 含硅取代基的1,3-二硫杂环戊烯-2-酮（2a～2e）的合成
• 2.1.6 含硅取代基的TTF衍生物（3a～3e）的合成
• 2.2 含硅烷及手性取代基的TTF衍生物的合成
• 2.2.1 化合物5的合成
• 2.2.2 化合物6的合成
• 2.2.3 化合物7的合成
• 2.2.4 化合物8和9的合成
• 2.2.5 化合物10的合成
• 2.3 含硅烷及手性取代基TTF衍生物的电化学性能研究
• 第3章 实验部分
• 3.1 仪器与试剂
• 3.1.1 实验仪器
• 3.1.2 实验试剂
• 3.2 含硅烷取代基的TTF衍生物的合成及表征
• 2[Zn（DMIT）₂]的合成'>3.2.1 络合物TEA₂[Zn（DMIT）₂]的合成
• 3.2.2 4,5二（苯甲酰硫）基-1,3-二硫杂环戊烯-2-硫酮的合成
• 3.2.3 含硅烷取代基的1,3-二硫杂环戊烯-2-硫酮（1a～1e）合成
• 3.2.4 含硅烷取代基的1,3-二硫杂环戊烯-2-酮（2a～2e）的合成
• 3.2.5 含硅烷取代基的TTF衍生物（3a～3e）合成
• 3.3 含硅烷及手性取代基的TTF衍生物的合成及表征
• 3.3.1 亚异丙基酒石酸二乙酯（5）的合成
• 3.3.2 2,3-亚异丙基-D-苏糖醇（6）的合成
• 3.3.3 1,4-二对甲苯磺酰基-2,3-亚异丙基-D-苏糖醇（7）的合成
• 3.3.4 （5aR,8aR）-7,7-二甲基-5,5a,8a,9-四氢-1,3-二硫杂-[4',5':2,3]二硫[6,7-d][1,3]二氧戊环-2-硫酮（8）的合成
• 3.3.5 （5aR,8aR）-7,7-二甲基-5,5a,8a,9-四氢-1,3-二硫杂-[4',5':2,3]二硫[6,7-d][1,3]二氧戊环-2-酮（9）的合成
• 3.3.6 化合物10的合成
• 3.4 含硅烷及手性取代基TTF衍生物的电化学性能研究
• 第4章 总结与展望
• 化合物结构一览表
• 参考文献
• 攻读学位期间发表或待发表的学术论文目录
• 致谢