光致磁性變色化合物的控制合成與磁性能研究.pdf

1、隨著人類社會的不斷進步和科學技術的迅猛發(fā)展,對材料的要求也越來越高,迫使人們不斷研制開發(fā)各種新型材料,使之向著多功能化和智能化的方向發(fā)展。有機分子的多樣性使設計和合成具有光、電、磁等多種物理性質(zhì)的化合物成為可能：同一化合物所表現(xiàn)出來的性質(zhì)可以相互關聯(lián)或具有協(xié)同效應；因此對多功能有機固體材料的研究具有重要的理論意義和潛在的高科技應用前景。我們曾成功開發(fā)出一類長壽命的雙功能光致變色磁性材料：聯(lián)茚滿二羥基烯二酮光致變色磁性化合物。此類化合物固

2、態(tài)下光照變色,同時產(chǎn)生穩(wěn)定的自由基,并且自由基之間還存在著反鐵磁相互作用。這些特殊的性質(zhì)使得此類化合物具有潛在的應用價值。 為了合成性能更好的多功能有機固體材料,我們設想在聯(lián)茚滿二羥基烯二酮光致變色磁性化合物的母體苯環(huán)上引入穩(wěn)定的氮氧自由基磁性源,從而實現(xiàn)將兩種分子的磁性能融為一體,并且此類化合物的顏色和磁性的變化均能同時受光的調(diào)控。在此基礎上研究不同磁性分子單元之間,磁性分子單元和變色分子單元之間組裝規(guī)律。 本研究通過

3、控制合成的方法,成功的把TEMPO氮氧自由基和四甲基咪唑氮氧自由基直接引入到光致變色磁性分子聯(lián)茚滿二羥基烯二酮的母體苯環(huán)上,從而使氮氧自由基和分子母體光致變色產(chǎn)生的自由基更靠近,并能使這兩種磁性能融合到一起,使新化合物能具有更好的磁性能。通過測試發(fā)現(xiàn),光照確可以使這些化合物的顏色和磁性發(fā)生變化,從而實現(xiàn)了光對化合物的磁性及顏色調(diào)控的設想。并且由于各化合物的結(jié)構(gòu)不同,因此其各自的光致變色性和光控磁性也表現(xiàn)的不同。 本文合成了母體苯

4、環(huán)上有甲基取代的聯(lián)茚滿二羥基烯二酮衍生物,拓寬了此類化合物的研究范圍,并培養(yǎng)了其單晶,通過X-ray單晶衍射方法,確定了它們的分子結(jié)構(gòu)。通過對化合物的結(jié)構(gòu)特征與反應機制關系的研究,進一步確證了所設想的合成此類化合物的反應機理的正確性。研究了固態(tài)下各化合物分子的空間結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)與宏觀性質(zhì)之間的關系,尤其是與光致變色性的關系。在此基礎上取得了對聯(lián)茚滿二羥基烯二酮衍生物修飾方法的突破性進展,即把對此類化合物修飾的重點從分子母體中間五元環(huán)的羰