二茂鐵酰腙功能材料的初步探索.pdf

1、二茂鐵及其衍生物具有特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu)，使其在物理、化學(xué)方面具有一些獨特的性質(zhì)，在多個領(lǐng)域有著廣泛的用途，迅速地占據(jù)了有機金屬化學(xué)領(lǐng)域的前沿，并成為現(xiàn)代化學(xué)的重要研究課題之一。二茂鐵的特殊結(jié)構(gòu)使其不僅具有芳香性、軟脂性、穩(wěn)定性、低毒性及氧化還原的可逆性，而且分子中所含鐵原子還可以作為提供生物體內(nèi)鐵元素的來源。因此，二茂鐵衍生物的生物和生理活性的研究受到了科學(xué)家們的極大關(guān)注。尤其是在作為環(huán)境材料方面，二茂鐵衍生物廣泛地用作抗紫外輻射的穩(wěn)定劑和

2、涂料，火箭燃料的添加劑，硅樹脂和橡膠的熟化劑與保護劑，潤滑油抗負(fù)荷改進劑及殺菌劑等，引起環(huán)境科學(xué)工作者的重視。 在二茂鐵衍生物中，二茂鐵酰腙配合物是典型的Schiff堿雙核配合物，使其兼具生物活性和特殊的電磁性能。多年來，林展如課題組研究了許多主鏈含二茂鐵的聚酯、聚脲、聚酰胺以及含二茂鐵的常溫穩(wěn)定鐵磁材料，在此基礎(chǔ)之上，課題組通過特殊的分子設(shè)計，合成了二乙酰二茂鐵酰腙縮聚物，并對其進行了測試和實際應(yīng)用的探索，發(fā)現(xiàn)此類金屬配聚物有

3、可能發(fā)展成兼具耐熱和光、電、磁性能的新型高分子材料。 研究結(jié)果表明，二茂鐵酰腙高聚物及其配聚物化學(xué)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，金屬配位形式存在多種方式；限于目前的條件與技術(shù)水平，高聚物尚難制成單晶，其化學(xué)結(jié)構(gòu)及純度并不十分明確，這不利于對結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系進行深入的分析討論，進而指導(dǎo)目標(biāo)新材料的研究。針對這個問題，本課題以二乙酰二茂鐵間苯二甲酰腙縮聚物為基礎(chǔ)，選擇其具有代表性的三種可能結(jié)構(gòu)，合成得到三種二茂鐵酰腙小分子單體，研究其結(jié)構(gòu)與性能，然

4、后與高分子縮聚物的性能做初步的對比，再對小分子單體的分子結(jié)構(gòu)進行描述，以期建立數(shù)學(xué)模型，通過這樣的方法模擬高分子縮聚物的結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。 實驗結(jié)果表明，除高分子縮聚物及其配合物難溶于大部分溶劑外，酰腙小分子僅溶于DMF和DMSO這樣的強極性溶劑，限于實驗條件，這給后續(xù)的單晶培養(yǎng)工作帶來了困難。兼之小分子的雙核配合物也存在多種配位方式，很難將之完全分離。 IR分析結(jié)果表明，高分子縮聚物與酰腙小分子的性能存在一致性，但由

5、于高分子縮聚物的金屬配合物中存在未完全配位，所以在考慮結(jié)構(gòu)與性能的的關(guān)系建立數(shù)學(xué)模型時，除參照小分子配合物的結(jié)構(gòu)外還需參照配體結(jié)構(gòu)。 UV分析結(jié)果表明，高分子縮聚物因分子情況復(fù)雜，有更多的可能發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，有利于形成共軛結(jié)構(gòu)；而其配合金屬離子后卻不利于共軛體系的形成，這和酰腙小分子的情況剛好相反，值得在性能比較的研究中注意。 TGA熱差分析表明，高分子縮聚物及酰腙小分子均具有較好的熱穩(wěn)定性。 XRD分析表明