三齿卡宾一价铜配合物的合成及性能研究(附件)【字数：8991】
摘 要摘 要磷光过渡金属配合物发光材料是一种非常具有研究前景的发光材料，在机发光二级管、生物标记/传感、发光电化学池以及光催化等领域目前已经被广泛应用了。而在常见的几种重金属配合物中，基于d6、d8电子结构的金属铱(Ir)、铂(Pt)等配合物，由于具有较高的自旋轨道耦合效应（SOC），因此发光性能优异且成为目前学术和产业应用的主流。尽管如此，由于这类金属中心的d轨道并未充满，不可避免存在d-d非辐射跃迁的干扰。另外，由于这些贵金属本身的稀缺性，再加上相应配体及配合物较低的合成产率等问题大大提高了这类发光材料的应用成本，与此同时，随着时代的飞速发展，最近十多年荧光材料开始被大力开发，而且从结构、发光机理以及应用的研究空间等方面来看，现在这类的有关磷光铱、铂等配合物的研究与开发都已经趋于饱和，并且大部分这类配合物结构的核心专利已被韩国、日本以及欧美等国家占领。因此开发一种廉价易得且新型的金属配合物发光材料意义重大，本文通过合成一种新型的双核一价铜配合物发光材料，主要基于以下几个重要方面，第一，Cu作为地壳中一中含量丰富的元素，开发简单，价格便宜；第二Cu是d10价电子结构，不存在金属的d-d非辐射跃迁。于是，本文通过设计桥连配体L-1，然后分别与卡宾氯化亚铜进行反应，生成出一种新型双核一价铜配合物，最后再通过核磁、质谱等手段进行其结构表征，之后测试其发光性能。关键词双核Cu配合物；合成；发光性能；表征
目 录
第一章 绪论 1
1.1 概述 1
1.2 目前一价铜配合物发光材料的研究进展 1
1.3 单双核一价Cu配合物发光材料的研究进展 2
1.3.1 单核Cu(I)配合物发光材料的研究进展 2
1.3.2 CuX（X为卤素）与双齿的杂氮配体形成配合物 3
1.3.3 双核的Cu(I)配合物发光材料的研究进展 4
1.4 选题的意义 6
第二章 实验部分 7
2.1 实验试剂 7
2.2 测试仪器 7
2.3合成配合物 8
2.3.1 配体L1的合成 8
2.3.2中间体2c的合成 8
2.3.3双核配合物CuCu的合成 9
第三章 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
结果与讨论 10
3.1氢谱图 10
3.1.1 L1的氢谱 10
3.1.2 2c的氢谱 11
3.1.3 2b的氢谱 12
3.1.4 2a的氢谱 13
3.1.5 CuCu的氢谱 14
3.2碳谱图 15
3.2.1 L1的C谱 15
3.2.2 2c的C谱 16
3.2.3 2b的C谱 17
3.2.4 2a的C谱 18
3.3质谱图 19
3.3.1 L1质谱 19
3.3.2 2a质谱 19
3.3.3 2b的质谱 20
3.3.4 CuCu质谱 20
3.4荧光光谱图 21
3.4.1 CuCu荧光光谱 21
结 论 22
致 谢 23
参 考 文 献 24
第一章 绪论
概述
现代的配位科学与材料科学，生物科学还有固体物理科学是相互作用，相互依存的，它的研究与开发也是最活跃还有最快速的，因此，许许多多的新兴的配位化学的科技发展迅速成为了时下的热点和研究之一，比如当代化学工程的研究领域就是其中一个。 配位化合物以其新颖且复杂多样的价键和空间结构是当代的化学工程研究最主要的关注之一。配位化合物及其新颖复杂多元的价态和空间结构不仅大大有助于结构化学及其理论化学的不断发展，而且在当代科学研究和生产中，按照其共同的光物理化学性质，引起了极大的关注， 特别是光，电，磁等特殊性能也可以具有的配合物，在工业生产和尖端相关技术中发挥着关键作用。 因此，研究，设计和开发功能型配位化合物的趋势已逐渐成为生物科学，当代化学以及材料科学研究等领域最重要的目标之一[13]，其中金属发光材料被广泛关注，作为新型的复合物 ，这些主要发光材料，比如Ir，Pt等主要都是贵金属络合物。由于这些金属的价格非常非常的高昂，一般情况下根本无法做到任意适用研究，而且它们地球上的资源相对于那些Fe，Cu来说非常的少见，并且采矿的难度也非常的难上加难，所以这些贵金属在当代生活中的应用范围不是很广泛。但是金属Cu的价格相对较低，发光性能也相对较好，这些特性作为新型金属复合发光材料确实特别关键。所以我们的目光开始去转向铜了，由于金属铜的矿产和资源在地壳中的含量不但异常丰富，并且它的交易价格相对于那些稀有的贵金属来说也是比较的低，并且相对于那些开采难度很大的贵金属来说其采矿的工作也很是简单，不需要太多的技术和指导，只需要少量的投入即可，在开采过程中对生态环境的保护也很大，可以实现完全的环保状态，并且金属Cu在发光材料，分子器件，光电器件，光学传感器和非线性光学等科技范畴也呈现出非常有价值的应用目标[49]。
目前一价铜配合物发光材料的研究进展
一价Cu配合物的配体是具有光学性能的，其中配基大部分都是N，P等原子核。一价Cu配合物可以是刚性或着柔性，也就是说一价Cu配合物具有多变并且复杂的配位形式。 一价Cu离子作为d10外电子结构， 并且一价Cu配合物的大部分配位结构都是四配位[1012]或者扭曲的四面体结构，而且还有一些单价Cu配合物的空间配位通常是线性的，但是不排除也会出现平面型和三角锥型[16]。并且不同种类的单价Cu配合物的三配位[14,15]或五配位[16]和六配位[17]三角锥体类型也将频繁出现，甚至在相同的晶体之中这将出现两个或多个配体构型。其实配置的变化实际上可以使一价铜配合物的特性发生巨大变化，比如光学性能等，同时一些比较明显的差异也会在其应用功能上慢慢的显露出现。 根据对当前合成的一价Cu配体配合物观察，单齿和双齿含氮配体这个问题仍然是大部分氮基配体的局限，即虽然只是刚刚开始对一价Cu配合物展开研究，但良好的结构性能和光学性能仍然表现出缺乏明显；也就是说，这种配体的单价Cu配合物仍然非常需要进一步深入研究以获得单价Cu配合物的良好功能。复合物的发光行为与CuCu配合物中的CuCu的相互作用有很大的关联，dCuCu在一些配合物中的距离远小于范德华半径的两倍，也就是远小于2.8? ，但CuCu键的存在仍然是不确定的[6,13,14,18]，从实验现象方面去思考，然后始终认为CuCu键是真实的存在的学者也有很多[19,20]，但从通过理论计算去证明这个问题的Cotton等人[21]拿出了计算数据对这个事情加以否认，那就是CuCu与一个一价铜配合物的相互作用实际上从实验证明了CuCu键不是真实的。也就是说，一价Cu配体的设计和合成特别重要，即在一价Cu配合物的发光情况中，一价金属Cu与其配体及其配体之间存在着内部的MLCT和ILCT等和其他的电子跃迁，但与此相关联的几乎主要都是配体的如何选择，当然也应该基于包含在空间结构中的发光材料及其特殊要求去设计这些配体。一价Cu配位化合物合成主要是因为含有电子对的含氮杂环配体容易与一价Cu组合，得到一些具有优异的物理和化学性质化合物，可以说是非常好的功能材料。也就是说，光功能材料，复合结构和各种反应性质的研究是一价Cu的氮杂配的配合物的性质研究的最主要的意义之一，也是其存在的最主要的用处之一。本文从合成配体构架的角度来出发，通过设计一种全新的桥梁配体来连接两侧的一价Cu配合物，从而对该研究进行较为简要的概述。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 概述 1
1.2 目前一价铜配合物发光材料的研究进展 1
1.3 单双核一价Cu配合物发光材料的研究进展 2
1.3.1 单核Cu(I)配合物发光材料的研究进展 2
1.3.2 CuX（X为卤素）与双齿的杂氮配体形成配合物 3
1.3.3 双核的Cu(I)配合物发光材料的研究进展 4
1.4 选题的意义 6
第二章 实验部分 7
2.1 实验试剂 7
2.2 测试仪器 7
2.3合成配合物 8
2.3.1 配体L1的合成 8
2.3.2中间体2c的合成 8
2.3.3双核配合物CuCu的合成 9
第三章 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
结果与讨论 10
3.1氢谱图 10
3.1.1 L1的氢谱 10
3.1.2 2c的氢谱 11
3.1.3 2b的氢谱 12
3.1.4 2a的氢谱 13
3.1.5 CuCu的氢谱 14
3.2碳谱图 15
3.2.1 L1的C谱 15
3.2.2 2c的C谱 16
3.2.3 2b的C谱 17
3.2.4 2a的C谱 18
3.3质谱图 19
3.3.1 L1质谱 19
3.3.2 2a质谱 19
3.3.3 2b的质谱 20
3.3.4 CuCu质谱 20
3.4荧光光谱图 21
3.4.1 CuCu荧光光谱 21
结 论 22
致 谢 23
参 考 文 献 24
第一章 绪论
概述
现代的配位科学与材料科学，生物科学还有固体物理科学是相互作用，相互依存的，它的研究与开发也是最活跃还有最快速的，因此，许许多多的新兴的配位化学的科技发展迅速成为了时下的热点和研究之一，比如当代化学工程的研究领域就是其中一个。 配位化合物以其新颖且复杂多样的价键和空间结构是当代的化学工程研究最主要的关注之一。配位化合物及其新颖复杂多元的价态和空间结构不仅大大有助于结构化学及其理论化学的不断发展，而且在当代科学研究和生产中，按照其共同的光物理化学性质，引起了极大的关注， 特别是光，电，磁等特殊性能也可以具有的配合物，在工业生产和尖端相关技术中发挥着关键作用。 因此，研究，设计和开发功能型配位化合物的趋势已逐渐成为生物科学，当代化学以及材料科学研究等领域最重要的目标之一[13]，其中金属发光材料被广泛关注，作为新型的复合物 ，这些主要发光材料，比如Ir，Pt等主要都是贵金属络合物。由于这些金属的价格非常非常的高昂，一般情况下根本无法做到任意适用研究，而且它们地球上的资源相对于那些Fe，Cu来说非常的少见，并且采矿的难度也非常的难上加难，所以这些贵金属在当代生活中的应用范围不是很广泛。但是金属Cu的价格相对较低，发光性能也相对较好，这些特性作为新型金属复合发光材料确实特别关键。所以我们的目光开始去转向铜了，由于金属铜的矿产和资源在地壳中的含量不但异常丰富，并且它的交易价格相对于那些稀有的贵金属来说也是比较的低，并且相对于那些开采难度很大的贵金属来说其采矿的工作也很是简单，不需要太多的技术和指导，只需要少量的投入即可，在开采过程中对生态环境的保护也很大，可以实现完全的环保状态，并且金属Cu在发光材料，分子器件，光电器件，光学传感器和非线性光学等科技范畴也呈现出非常有价值的应用目标[49]。
目前一价铜配合物发光材料的研究进展
一价Cu配合物的配体是具有光学性能的，其中配基大部分都是N，P等原子核。一价Cu配合物可以是刚性或着柔性，也就是说一价Cu配合物具有多变并且复杂的配位形式。 一价Cu离子作为d10外电子结构， 并且一价Cu配合物的大部分配位结构都是四配位[1012]或者扭曲的四面体结构，而且还有一些单价Cu配合物的空间配位通常是线性的，但是不排除也会出现平面型和三角锥型[16]。并且不同种类的单价Cu配合物的三配位[14,15]或五配位[16]和六配位[17]三角锥体类型也将频繁出现，甚至在相同的晶体之中这将出现两个或多个配体构型。其实配置的变化实际上可以使一价铜配合物的特性发生巨大变化，比如光学性能等，同时一些比较明显的差异也会在其应用功能上慢慢的显露出现。 根据对当前合成的一价Cu配体配合物观察，单齿和双齿含氮配体这个问题仍然是大部分氮基配体的局限，即虽然只是刚刚开始对一价Cu配合物展开研究，但良好的结构性能和光学性能仍然表现出缺乏明显；也就是说，这种配体的单价Cu配合物仍然非常需要进一步深入研究以获得单价Cu配合物的良好功能。复合物的发光行为与CuCu配合物中的CuCu的相互作用有很大的关联，dCuCu在一些配合物中的距离远小于范德华半径的两倍，也就是远小于2.8? ，但CuCu键的存在仍然是不确定的[6,13,14,18]，从实验现象方面去思考，然后始终认为CuCu键是真实的存在的学者也有很多[19,20]，但从通过理论计算去证明这个问题的Cotton等人[21]拿出了计算数据对这个事情加以否认，那就是CuCu与一个一价铜配合物的相互作用实际上从实验证明了CuCu键不是真实的。也就是说，一价Cu配体的设计和合成特别重要，即在一价Cu配合物的发光情况中，一价金属Cu与其配体及其配体之间存在着内部的MLCT和ILCT等和其他的电子跃迁，但与此相关联的几乎主要都是配体的如何选择，当然也应该基于包含在空间结构中的发光材料及其特殊要求去设计这些配体。一价Cu配位化合物合成主要是因为含有电子对的含氮杂环配体容易与一价Cu组合，得到一些具有优异的物理和化学性质化合物，可以说是非常好的功能材料。也就是说，光功能材料，复合结构和各种反应性质的研究是一价Cu的氮杂配的配合物的性质研究的最主要的意义之一，也是其存在的最主要的用处之一。本文从合成配体构架的角度来出发，通过设计一种全新的桥梁配体来连接两侧的一价Cu配合物，从而对该研究进行较为简要的概述。
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