博碩士論文 92223047 詳細資訊




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姓名 李亞儒(Ya-Ru Li)  查詢紙本館藏   畢業系所 化學學系
論文名稱 異參茚并苯和其相關衍生物的合成 與物理性質之研究
(Synthesis of Isotruxene and Corresponding Derivative and Study of its Physical Properties )
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摘要(中) 本論文主要在於探討異參茚并苯與其衍生物ITF的合成與光化學及熱化學性質。
先前文獻中有關異參茚并苯的論文報導僅有一篇,且其合成之產率並不高,我們則意外地以茚與2-溴吡啶在鈀金屬催化下合成出化合物異參茚并苯,但產率僅有9%,因此提升其產率成為我們的實驗目標之ㄧ。此外,由於其異構物參茚并苯具對稱性的C3結構,近年來引起了廣泛的研究與應用,因此我們希望比較不對稱的異參茚并苯與其在物性上不同之處,例如在作為發光材料應用上。因此我們合成異參茚并苯衍生物ITF來進ㄧ步與參茚并苯衍生物T1-T4作比較。
結果顯示化合物ITF與化合物T4幾乎具有相同的螢光波長範圍,類似的電化學與熱化學穩定性,因此有潛力可作為一藍光的發光材料。
摘要(英) This thesis reports the synthesis of isotruxene, and the synthesis, fluorescence and thermal properties of its derivative ITF.
There is currently only one paper in the literature related to the synthesis of isotruxene, and its yield was low. We happened to synthesize isotruxene with indene and 2-bromopyridine under palladium-catalyzed condition, but its isolated yield is only 9%. Therefore one of our research goal is to promote its yield. In addition, its isomer truxene, which has a symmetrical C3 structure, has attracted much attention in recent years. Therefore, we would like to compare the physical properties of the derivatives of truxene and isotruxene, for example, in terms of their luminescent behavior. We have thus synthesized the isotruxene derivative ITF and compared with the truxene derivatives T1-T4.
The results showed that compound ITF and compound T4 have nearly the same fluorescence emission energies, thermal and electrochemical stabilities, which might prove of value being a blue emitter.
關鍵字(中) ★ 異參茚并苯 關鍵字(英) ★ isotruxene
論文目次 目 錄
謝誌
中文摘要
英文摘要
目錄
圖表目錄
附圖目錄
第一章 緒論 1
1-1 「異參茚并苯」的發現 1
1-2 參茚并苯與異參茚并苯的結構 1
1-3 參茚并苯:富勒烯(Fullerene)的前驅物 3
1-4 參茚并苯的衍生物 5
1-5 苯環寡聚物的螢光性質與雷射行為 7
1-6 苯乙炔寡聚物之螢光性質 12
1-7 光收成(Light Harvesting)作用機制 14
1-8 研究動機 19
第二章 結果與討論 21
2-1 異參茚并苯的合成 21
2-2 碘用量對反應之影響 24
2-3 鹼種類對反應之影響 25
2-4 溫度對反應之影響 26
2-5 可能的反應機構 27
2-6 多步驟的合成路徑 28
2-7 多步驟合成路徑的條件選擇 31
2-8 異參茚并苯衍生物IT1的合成 33
2-9 異參茚并苯衍生物IT2的合成 35
2-10 茀衍生物F1-F3的合成 36
2-11 目標產物ITF的合成 37
2-12 化合物ITF與T1-T4的光譜比較 39
2-13 化合物ITF的電化學穩定性 42
2-14 化合物ITF的熱化學穩定性 47
第三章 結 論 50
第四章 實驗部份 51
4-1 實驗藥品 51
4-2 實驗儀器與方法 54
4-3 實驗步驟 59
4-3-1 異參茚并苯的合成法ㄧ 59
4-3-2 異參茚并苯的合成法二 60
4-3-3 化合物N的合成 61
4-3-4 化合物M的合成 61
4-3-5 異參茚并苯衍生物IT1的合成 63
4-3-6 異參茚并苯衍生物IT2的合成 64
4-3-7 茀衍生物F1的合成 66
4-3-8 茀衍生物F2的合成 66
4-3-9 茀衍生物F3的合成 67
4-3-10 化合物 Tris(fluoreny)isotruxene ITF的合成 68
参考資料 70
圖 表 目 錄
圖一 三個茀分子的重疊組合 2
圖二 茀與相關衍生物的結構 3
圖三 不同染料的連續可調諧性 7
圖四 D3、C2、D2系列的苯環寡聚物結構圖 8
圖五 S1 可為SΡ(1La)與Sα(1Lb)兩種類型 9
圖六 苯環寡聚物α-band以及p-band的極化方向 10
圖七 三系列苯環寡聚物與能階位置圖 11
圖八 DPA衍生物的結構及共軛圖示 12
圖九 化合物DPA衍生物的吸收光譜圖 13
圖十 光收成的作用機制 14
圖十一 Dendron為Dendrimer中的分支之ㄧ 15
圖十二 對稱與不對稱方式連結的樹枝狀高分子 16
圖十三 G1~G4不對稱性的樹枝狀分子結構 17
圖十四 G1~G4不對稱的樹枝狀分子之吸收光譜 18
圖十五 異參茚并苯的目標衍生物ITF 20
圖十六 參茚并苯為核心的茀衍生物 39
圖十七 化合物T1-T4的吸收與螢光光譜 40
圖十八 化合物ITF的吸收與螢光光譜圖 40
圖十九 化合物T1-T4的CV圖譜 42
圖二十 化合物ITF的CV圖譜 43
圖二十一 NPB,TPBI,Alq3的結構 45
圖二十二 元件的選擇 46
圖二十三 化合物T1-T4的TGA圖譜 47
圖二十四 化合物ITF的TGA圖譜 48
圖二十五 化合物ITF的DSC圖譜 49
式圖一 「參茚并苯」與「異参茚并苯」 1
式圖二 參茚并苯可作為合成富勒烯的前驅物 4
式圖三 參茚并苯為核心的液晶分子 5
式圖四 參茚并苯為核心的有機半導體 5
式圖五 參茚并苯為核心的樹枝狀高分子 6
式圖六 發現異參茚并苯化合物 19
式圖七 合成異參茚并苯 21
式圖八 碘即可作為催化系統 23
式圖九 可能的反應機構 27
式圖十 化合物J的位向選擇 28
式圖十一 異參茚并苯的逆合成分析 29
式圖十二 多步驟的合成方法 29
式圖十三 PTSA的脫水反應 30
式圖十四 Heck反應機構 30
式圖十五 化合物P的合成方法 31
式圖十六 狄耳士-阿德爾反應的平衡速率 32
式圖十七 s-trans及s-cis的構形選擇 33
式圖十八 衍生物IT1的合成 34
式圖十九 衍生物IT2的合成 35
式圖二十 合成F1的反應機制 36
式圖二十一 衍生物F2的合成 36
式圖二十二 合成F3的反應機制 37
式圖二十三 目標產物ITF的合成 37
式圖二十四 Suzuki偶合反應的反應機制 38
表ㄧ 催化劑的改變對合成的影響 22
表二 碘當量數的改變對合成的影響 24
表三 鹼的改變對合成的影響 25
表四 溶劑與溫度的改變對合成的影響 26
表五 多步驟合成路徑的條件選擇 32
表六 化合物T1-T4與ITF的光譜性質比較表 41
表七 HOMO與LUMO能階值 44
表八 化合物T1-T4與ITF的Td,Tg比較表 48
附 圖 目 錄
附圖1. 化合物IT0之1H NMR(CDCl3)圖譜 74
附圖1-1. 化合物IT0之1H NMR(CDCl3)局部放大圖譜 75
附圖2. 化合物IT0之13C NMR(CDCl3)圖譜 76
附圖2-1. 化合物IT0之13C NMR(CDCl3)局部放大圖譜 77
附圖3. 化合物IT0之IR圖譜 78
附圖4. 化合物N之1H NMR(CDCl3)圖譜 79
附圖5. 化合物M之1H NMR(CDCl3)圖譜 80
附圖6. 化合物IT1之1H NMR(CDCl3)圖譜 81
附圖7. 化合物IT1之13C NMR(CDCl3)圖譜 82
附圖7-1 化合物IT1之13C NMR(CDCl3)局部放大圖譜 83
附圖8. 化合物IT1之IR圖譜 84
附圖9. 化合物IT2之1H NMR(CDCl3)圖譜 85
附圖10. 化合物IT2之13C NMR(CDCl3)圖譜 86
附圖10-1. 化合物IT2之13C NMR(CDCl3)局部放大圖譜 87
附圖11. 化合物IT2之IR圖譜 88
附圖12. 化合物F1之1H NMR(CDCl3)圖譜 89
附圖13. 化合物F2之1H NMR(CDCl3)圖譜 90
附圖14. 化合物ITF之1H NMR(CDCl3)圖譜 91
附圖15. 化合物ITF之13C NMR(CDCl3)圖譜 92
附圖15-1. 化合物ITF之13C NMR(CDCl3)局部放大圖譜 93
附圖16. 化合物ITF之IR圖譜 94
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指導教授 楊吉水(Jye-Shane Yang) 審核日期 2005-7-26
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