有机锌的合成研究

有机锌的合成研究（精选五篇）

有机锌的合成研究 篇1

从改善光电性能出发, 通过4-硝基邻苯二甲腈先成环, 后修饰的步骤, 在锌酞菁环上通过CH=N引入对咪唑苯基, 得到β-四 (4-咪唑基苯基) 亚氨酞菁锌 (SPc) 。考察了SPc的溶解性、积聚性、紫外-可见以及荧光光谱。

1 实验部分

1.1 试剂及仪器

所用试剂均为分析纯:咪唑;对氟苯甲醛;碳酸钾;N, N-二甲基甲酰胺 (DMF) ;四丁基溴化铵 (TBAB) ;4-硝基邻苯二甲腈;正戊醇;1, 8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯 (DBU) ;乙酸锌;九水硫化钠;四氢呋喃 (THF) ;甲醇;乙酸乙酯;三氯甲烷;实验用水为去离子水。

所用主要仪器有紫外-可见分光光度计 (UV-2300) , 上海天美仪器有限公司;傅里叶变换红外分光光度仪 (KBr压片) (FI-TR4800S) , 日本岛津研究所;荧光光谱仪 (HITACHIF-2500) , 日本日立公司;核磁共振波谱仪 (Unity-400) , 美国Varian Inova公司。

1.2 实验方法

1.2.1 对咪唑苯甲醛 (1) 的合成与表征

将0.68 g (10 mmol) 咪唑, 1.24 g (9 mmol) K2CO3, 0.5 m L0.000 06 mol/L四丁基溴化铵的DMF溶液, 15 m L DMF置于100 m L三口烧瓶中 (配有搅拌子) , 氮气保护下升温到90℃, 活化10 min, 缓慢加入1.1 m L (10 mmol) 对氟苯甲醛, 反应温度降至80℃, 反应24 h, 转移到150 m L冰水中, 有黄色沉淀析出。低温静置30 min, 抽滤, 用水、乙酸乙酯淋洗, 真空干燥至恒重, 得到浅黄色片状晶体1.3 g, yield:75%, mp=151~153℃。

IR (KBr) , υ (cm-1) :3 428 (O-H) , 3 109 (Ar-H) , 2 750~2 819 (N=C-H) , 1 689 (C=O) , 1 603~1 627 (Ar-C=C) , 1 480 (C=N) 。1H NMR (DMSO-d6) δ, ppm:7.29 (s, 1H, C=N-CH=C) , 7.41 (d, 3H, Ar-H、=CH-N-Ar) , 7.79 (m, 2H, Ar-H) , 8.01 (s, 1H, N=CH-N) , 9.86 (s, 1H, CHO) 。Anal.Calc for C10H8N2O (%) :C 69.77, H 4.65, N 16.28;found:C 69.74, H 4.71, N 16.26。

1.2.2 四硝基酞菁锌 (2) 的合成与表征

将3.94 g (20 mmol) 4-硝基邻苯二甲腈, 1.1 g (1 mmol) 醋酸锌, 20 m L正戊醇置于100 m L三口烧瓶 (配有搅拌子、冷凝管) 中, 氮气保护, 加热搅拌, 滴加5~8滴DBU, 145℃恒温回流24 h。冷却倒入150 m L无水甲醇中, 静置过滤, 用甲醇、水洗涤, 真空干燥至恒重, 用甲醇通过索氏提取器抽提过夜, 得蓝绿色粉末3.27 g, yield:76%, mp>200℃。

IR (KBr) , υ (cm-1) :3 424 (O-H) , 3 083 (Ar-H) , 1 580~1 613 (Ar-C=C) , 1 530, 1 387 (-NO2) , 1 377 (C=N) , 1 293 (C-N) 。1H NMR (DMSO-d6) δ, ppm:7.51 (s, 4H, -CH=) , 8.20 (s, 8H, O2N-C-CH) 。Anal.Calc for C32H14N12O8Zn (%) :C 50.53, H 1.84, N 22.11;found:C 50.45, H 1.92, N 22.09。

1.2.3 四氨基酞菁锌 (3) 的合成与表征

将1.52 g (2 mmol) 化合物2, 1.44 g (6 mmol) 九水硫化钠, 20 m L DMF置于100 m L三颈瓶 (配有温度计、搅拌子、冷凝管) 中, 加热搅拌, 控制温度在60℃反应7 h。冷却转移到200 m L水中, 静置、抽滤、洗涤至滤液呈中性, 空气干燥至恒重。用柱层析 (硅胶) 分离提纯 (CH2Cl2:THF (1∶5, V/V) 作为洗脱剂) , 得墨绿色固体1.06 g, yield:84%, mp>200℃。

IR (KBr) , υ (cm-1) :3 443, 1 608 (N-H) , 3 424 (O-H) , 3 049 (Ar-H) , 1 558~1 893 (Ar-C=C) , 1 377 (C=N) , 1 264 (C-N) 。1H NMR (DMSO-d6) δ, ppm:4.11 (m, 8H, -NH2) , 6.49 (m, 4H, -CH=) , 7.14 (m, 8H, H2N-C-CH) 。Anal.Calc for C32H22N12Zn (%) :C 60.00, H 3.44, N 26.25;found:C 59.89, H 3.61, N 26.07。

1.2.4 β-四 (4-咪唑基苯基) 亚氨酞菁锌 (SPc) 的合成与表征

将0.58 g (1 mmol) 化合物3溶解在THF中, 滴加0.69 g (4 mmol) 化合物1的THF溶液, 氮气保护, 加热回流, 恒温反应20 h。蒸发浓缩THF至1/10, 加入甲醇, 有沉淀析出, 静置、抽滤, 用甲醇、水洗涤, 真空干燥至恒重。用柱层析 (Al2O3:100~200目) 分离提纯。 (CHCl3∶THF (1∶5, V/V) 作为洗脱剂) , 得蓝紫色固体0.47 g, yield:37%, mp>200℃。

IR (KBr) , υ (cm-1) :3 428 (O-H) , 3 013 (Ar-H) , 2 750~2 819 (N=C-H) , 1 543~1 877 (C=C) , 1 342~1 687 (C=N) , 1 244 (C-N) 。1H NMR (DMSO-d6) δ, ppm:8.4 (m, 4H, N=C-H) , 8.04 (m, 4H, N-CH=N) , 7.02~7.26 (m, 36H, Ar-H、N-CH=CH-N) 。Anal.Calc for C72H46N20Zn (%) :C 68.74, H 3.66, N 22.28;found:C 68.28, H 3.94, N 22.15。

2 结果与讨论

2.1 SPc的溶解性

室温下, 测定了SPc在二甲基亚砜 (DMSO) 、N, N-二甲基甲酰胺 (DMF) 、吡啶 (Py) 、甲醇 (Me OH) , 四氢呋喃 (THF) 中的溶解性, 见表1。

无取代酞菁锌在普通溶剂中几乎不溶解[10,11]。合成的SPc外围有四个4-咪唑基苯基亚氨基, 有效地提高了其在有机溶剂中的溶解性。SPc在吡啶中溶解性最好。

2.2 SPc的紫外-可见光谱

酞菁化合物在紫外-可见光区有两个特征吸收带:近紫外区的B带和可见光区的Q带, B带由b2u、a2u→eg*高能跃迁引起, Q带由alu→eg*低能跃迁引起[11]。

研究了SPc在DMF中浓度为2×10-5mol/L时和敏化Ti O2薄膜后的光吸收性能。SPc在DMF中的Q带位于693 nm、B带位于422 nm, Q带的存在证明了酞菁大环结构的生成。另外, 四个4-咪唑基苯基通过席夫碱基团与酞菁环直接相连, 分子共轭体系明显扩大, 与无取代酞菁锌 (Q带667 nm, B带348 nm) [12]相比, SPc的Q带红移了26 nm, B带红移了77 nm。SPc B带的较大红移说明通过CH=N连接后, 4-咪唑基苯基与酞菁环之间有效的电子流动。SPc共轭体系的扩大和在溶液中的积聚性的降低, 扩宽了SPc的吸收光谱, 提高了酞菁的光吸收效率。SPc敏化Ti O2薄膜后, Q带和B带发生轻微的红移, 这归因于SPc与Ti O2表面的相互作用[8,13]。另外, 由Ti O2结构引起的光散射和再吸收, 使SPc的吸收光谱变宽[14]。4-咪唑基苯基亚氨基的引入有效的改善了酞菁的光吸收性能。

通过UV-Vis光谱测定不同浓度下Q带变化, 考察了SPc的聚集行为 (图3) 。SPc在5×10-6~20×10-6mol/L范围的摩尔吸光系数近似是一个常数, 符合朗伯比尔定律[15]。该浓度范围内, 也没有观察到新的光吸收带以及吸收峰的红移或蓝移[16], 说明SPc在一定浓度范围内不会聚集, 这与4-咪唑基苯基亚氨基单键旋转产生的空间位阻有关。

2.3 SPc的荧光光谱

通过荧光光谱考察电子在席夫碱基团与酞菁分子间的流动性[14]。酞菁锌基态跃迁是S0→S1 (Q带) 和S0→S2 (B带) , 席夫碱基态跃迁是n→π*。相应的酞菁锌强的荧光峰 (700~800 nm) 系S1→S0跃迁产生, 弱的荧光峰 (450~480 nm) 系S2→S0跃迁;席夫碱的π*→n跃迁产生的荧光峰在500~600 nm。

对SPc的B带荧光光谱进行研究。以DMF为溶剂, SPc浓度为:1.0×10-5mol/L, 在445 nm的激发波长下, 其发射波长为560 nm。荧光峰有明显的红移和扩宽 (图5) , 一方面是共轭体系的扩大, 另一方面是激发态电子的无辐射跃迁, 导致激发态电子发射峰强度降低, 表明对咪唑基苯基亚氨基电子向酞菁环流动。在450~600 nm之间观察到二个峰, 这是由于酞菁锌S2→S0跃迁在460 nm产生的峰和席夫碱π*→n跃迁在550 nm产生的峰重叠导致的。

3 结论

硼氢化锌的合成及其应用 篇2

主要性质

中文名称：硼氢化锌

英文名称 Zinc Borohydride 化学式 ：Zn(BH4)2 化学式量：95.07

性状：白色粉末状固体

溶解情况：溶于四氢呋喃、乙醚等醚类。

用途：用作还原剂。其乙醚溶液呈中性，用于对碱敏感基质的还原（如前列腺素的合成），β-酮酸酯的立体选择还原。

制备方法

将4.0 g(0.029mol)试剂级的氯化锌与50ml 乙醚（经氢化铝锂一道蒸馏处理过）的混合物煮沸，直到大部分固体溶解。混合物放置后，小心倾出澄清液体，留下0.4g不溶物。在室温条件下将氯化锌的乙醚溶液2.7g(0.069mol)硼氢化钠（96.0%以上）在150ml绝对乙醚的悬浮液中。让固体沉下来，离心使硼氢化锌乙醚溶液置带塞瓶中贮存。取少量溶液用稀硝酸处理再加硝酸银应无氯化银沉淀。

有机合成中的应用

1.羧酸的还原

大多数金属硼化物不能直接还原羧酸，需加入其它试剂如AlCl3、I2 等以提高其还原性。然而，硼氢化锌作为一种温和还原剂，很容易把脂肪酸和芳香酸还原成醇。整个反应只需化学计量的硼氢化锌即可完成，醇的产率达80 %～95 %。反应式如下：

羧酸与硼氢化锌反应，首先生成酰氧基硼氢化物中间体，硼氢化锌能将此中间体还原成醇，因此能将羧酸顺利还原成醇。羧酸分子中有溴、氯、硝基等官能团时，这些基团不发生反应，但碳碳双键要发生硼氢化反应。如十一碳烯酸的还原产物是1，11-十一碳二醇;肉桂酸的还原产物是苯基1，2-或1，3-二醇。研究还发现，特戊酸很容易被硼氢化锌还原，其原因是反应中间体特戊酰氧基硼氢化物空间上拥挤而不稳定，易于向产物转化。2.酰氯的还原

在四甲基乙二胺存在下，硼氢化锌可使酰氯还原成醇，分子中存在的—Cl、—NO2、—COOR、—C=C等基团均无影响，以下反应产率可达98%：

3.酰胺的还原

有机锌的合成研究 篇3

关键词：化学高考 “有机合成”题目 备考策略

在新课程、新高考的背景下，以具体的的有机合成工艺流程为载体的“有机合成”题目是广东高考比较固定的题型。其通过将合成工艺以流程图的形式表示出来，根据合成过程中有关物质的结构、性质进行设问，形成与化工生产紧密联系的“有机合成”题目。

一、研究目的

从2007年新课程实施后的第一次高考开始，到2011年理科综合的考查模式，5年来，广东高考试题中的“有机合成”题目特征明显，风格稳定。其以化工工艺为背景，主要以合成和推导为考查形式，通过框图的分析推导，着重考查有机物之间的转化，包含基本的反应类型、化学方程式的书写、官能团的性质、同分异构的推导、物质组成以及结构的推导等基础有机知识；同时结合题目的信息，考查学生阅读能力、分析能力、知识的迁移能力。研究该题型的考查特点，对提高高考备考的针对性、有效性都具有重要的意义。

二、研究过程

（一）广东高考“有机合成”题目的统计与分析,表1

从以上数据分析可知，2007年-2009年在“X科”背景下，“有机合成”题目的必答题难度不大，都在0.7以上，选做题难度属于中等。从2010年开始实行“理科综合”考查模式后，取消了选做题，“有机合成”题目难度属于中等，2011年分析数据暂时未公布。这说明不同类型的学生都有潜力取得相应的分数。

（二）广东高考“有机合成”题目考查范围的统计与分析

通过对比2007年-2011年广东高考“有机合成” 题目，作者认为无论是考查的形式、范围，设问的特点还是能力的要求，2010年、2011年的题目更接近于2007年-2009年的必做题，而可能受“理科综合”考试模式的影响，导致难度反而接近原来的选做题。因此2007年-2009年的题目只统计分析必做题,表2。

纵观2007年-2011年这5年的广东高考“有机合成”题目，主干知识年年必考，考查难度层次分明，每年也都有些微调，处处体现有机化学“结构决定性质”的核心思想。

1、题目中核心物质的结构特点

（1）在整个工艺流程图中，主要物质基本都成环状，含有苯环（或具有苯环的某些性质）；

（2）主要物质的分子结构一般比较陌生，但分子所具有的官能团都很常见。例如：苯环、羟基、羧基、醛基、碳碳双键、碳碳三键、卤素原子、酯键等。

2、问题设置的范围

（1）围绕常见官能团的性质进行设问。例如：羟基与钠的置换反应、羟基与羧基的酯化反应、碳碳双键与溴的四氯化碳溶液的加成反应、碳碳双键与酸性高锰酸钾溶液的氧化反应等官能团性质几乎每年都考；

（2）考查基本的反应类型。一般以取代反应、加成反应、酯化反应、消去反应、加聚反应、氧化反应等为考查对象，并考查相关反应方程式的书写。

（3）考查有机物的组成与结构。例如写出相关分子的分子式、结构式等。

（4）考查提取信息，进行知识迁移的能力。

3、问题设置的难度

研究这几年的“有机合成”题目，难度设置一般分成三个层次:

（1）考查学生的基础知识。单独考查某物质的基本性质，检验考生对基本概念、基本性质的熟悉程度。如烃的概念、官能团的性质、分子式的推导、简单的计算等，不需要借助流程图作答。

（2）考查学生应用能力。结合流程图，通过物质的相互转化，考查考生对基本反应特点、有机化学方程式是否掌握，能否借助常见有机物的性质推导陌生有机物的性质，借助流程图推导未知物的性质、结构。

（3）考查学生自学能力、知识迁移能力。题目提供一些新的信息，学生通过阅读理解信息，发现新的性质、规律，并迁移运用到一个新的环境中。

三、研究结果

从以上的研究可以看出，“有机合成”题目考查范围主要以常规知识为主，兼顾考查学生信息迁移的能力，题目设置的难度以中等难度为主，经过有针对性的复习备考，各个层次的学生都能取得相应的分数。针对此类题型的特点制定以下备考策略：

（一）夯实基础

1、首先帮助学生梳理、归纳各种有代表性的有机物的相关知识。如：组成、结构、官能团、物理性质、化学性质、反应方程式等。在复习反应方程式时特别要从官能团的变化、化学键的断裂与形成这个角度去理解并记忆相关方程式。

2、通过以常见有机物作为载体，复习有机化学的相关概念。如烃（烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等）、烃的衍生物（卤代烃、醇、酚、羧酸、醛、酯等）、同系物、同分异构体、分子式、结构简式、结构式等。

3、强化学生“结构决定性质”，“官能团反映物质性质”的意识。借助常见有机物的性质，帮助学生整理相关官能团的性质，理解、记住官能团在化学反应前后的变化情况，并逐步培养学生利用官能團判断陌生有机物化学性质的能力。

4、梳理各种反应类型。通过让学生对比常见有机物在化学反应过程中断键与成键特点，以及元素的变化情况，重新划分反应类型。

（1）取代反应（涵括卤代反应、酯化反应、水解反应、硝化反应等）

（2）加成反应

（3）消去反应

（4）聚合反应（包括加聚反应、缩聚反应）

（5）氧化反应（增加“氧原子”或减少“氢原子”）

（6）还原反应（增加“氢原子”或减少“氧原子”）

通过重新归类，让学生从化学键的角度去重新观察、理解有机反应的特点，提高他们判断陌生物质的能力。

（二）提升能力

在帮助学生梳理、巩固基础知识的前提下，还必须通过系统的训练才能提高学生的解题能力。

1、充分利用近几年广东的高考题。“有机合成”题目的考查方式、设问都比较稳定，利用高考真题进行训练可以让学生尽早熟悉题型，树立考试信心。

2、组编考题。教师可以针对常考点，组编相应的练习进行训练，确保大多数学生都能拿到基本分；同时针对学生的薄弱环节，进行专题训练，提高复习的有效性。

3、提高学生的解题技巧。在进行一定量的练习后，要培养学生的解题技巧。

（1）要教会学生寻找突破口。通过观察官能团，推导物质可能具有的性质；通过反应条件、试剂、现象也可以推导物质可能具有的官能团，进而推导物质的结构。

（2）要有整体的意识。物质处在整个工艺流程图中，物质之间可以相互转化，要利用已知物质的信息推导未知物；要有灵活的思维，有时按顺序推导比较容易；但有时却要用逆推法，利用产物推导反应物；有时还要从中间产物开始着手推导反应物或者产物。

（3）要充分利用题目给出的新信息，仔细观察反应过程中化学键的断裂和形成特点，并迁移到新物质中去，这是解决信息题的重要方法。

参考文献：

[1]《广东高考年报》（2007年、2008年、2009年、2010年）.

[2]《考试大纲的说明（广东卷）》2011版.

[3]杨素芬：《“突破口”和“思维方法”是攻克高考有机推断的两大法宝》，《中学化学教与学》2011第五期.

新型防锈颜料钼酸锌的合成 篇4

本实验以工业级氧化锌和七钼酸铵为原料, 直接合成钼酸锌。

1 试验

1.1 原料

氧化锌 (99.7%) , 七钼酸铵 (98%) 。

1.2 试验原理和工艺路线

七钼酸铵加水加热溶解后, 控制一定的温度, 在搅拌下加入一定量的氧化锌, 反应一定时间后, 经过滤、干燥后得到产品。反应后的母液可作为溶解七钼酸铵的水回用。反应方程式如下, 工艺路线见图1。

1.3 试验条件

本实验进行了反应温度与钼收率、反应时间与钼收率的试验, 结果见图2、图3。

在最佳反应温度70℃和反应时间1h的条件下进行母液回用试验, 结果见表1。从试验结果可看出, 反应得到的母液可多次进行回用, 得到的钼酸锌质量稳定, 钼收率达到98%以上。

2 激光粒度分析

将钼酸铵和氧化锌合成的钼酸锌与钼酸钠和硫酸锌合成的钼酸锌进行激光粒度分析, 结果见图4、图5。

从图4、图5的结果可看出, 2种不同工艺合成的钼酸锌的平均粒径较小, 七钼酸铵法合成的钼酸锌的平均粒径1.66μm, 比钼酸钠法的约小1μm, 但在实际的过滤中, 却发现钼酸钠法的钼酸锌在过滤时, 过滤困难;而七钼酸铵法的钼酸锌过滤容易。对比2个图谱, 钼酸钠法的钼酸锌呈非正态分布, 出现了3个峰形;而七钼酸铵法的钼酸锌基本呈正态分布。由此推断, 七钼酸铵法的钼酸锌颗粒大小均匀, 且形状接近球形, 在过滤时, 颗粒之间虽然相互挤压堆集, 但由于其呈球形且大小均匀, 颗粒之间仍有一定的空隙, 水可从空隙之间透过, 因此其过滤容易。相反, 钼酸钠法合成的钼酸锌, 可能是由于其大小不匀或是形状接近扁平状, 过滤时, 颗粒在相互挤压下, 形成了密集堆集, 颗粒之间没能形成足够的空隙, 水难以通过, 因此过滤困难。

3 X射线衍射分析

将七钼酸铵和氧化锌合成的钼酸锌与钼酸钠和硫酸锌合成的钼酸锌进行X射线衍射分析, 结果见图6、图7。

根据上面的谱图, 在X射线衍射图谱数据库中进行检索和分析, 结果如下:

钼酸钠法钼酸锌:分子式:Na Zn2OH (Mo O4) 2H2O (卡片号:70-0161) , 属单斜晶系, 空间群C2/m, 相应晶胞参数:

七钼酸铵法钼酸锌:分子式:H3NH4Zn2Mo2O10 (卡片号:73-2389) , 属三方晶系, 空间群R3m, 相应晶胞参数

4 结果与讨论

本实验利用了氧化锌的两性性质和七钼酸铵水解后呈弱酸性的性质, 通过反应合成纯度较高的钼酸锌。在最佳反应温度70℃、反应时间1h和母液回用的条件下, 产品钼收率达到了98%以上。该工艺可做到无废水排放, 产品过滤容易, 提高了生产效率。

参考文献

[1]化学工业出版社.中国化工产品大全 (第3版) [M].并京:化学工业出版社, 2005:542.

[2]弁理士.难燃剂及ひその制造方法, 树脂组成物:特开2005-82668[P].

有机锌的合成研究 篇5

酞菁由于具有特别奇特的光电性能,一直受到广泛关注[2]。近年来,由于光电技术的发展,在材料科学领域,如在非线性光学、液晶、朗缪尔-布劳杰特膜(LB膜)、光学存储介质、电致发光器件[3]等研究领域有潜在的应用价值。酞菁所具有的大环共轭体系可使其在近红外波段具有光活性,可以通过修饰酞菁的分子结构,使其最大吸收波长和荧光发光波长红移出现在近红外波段。近年来的研究结果表明,能够使酞菁化合物的最大吸收波长和荧光波长发生红移的方法很多,其中比较常见的方法是在酞菁外围苯环上引入不同数目、不同结构的取代基扩展其共轭结构和增加酞菁中心环上的电子密度,从而使其最大吸收波长红移[3,4,5,6]。本研究通过微波法合成了一种新型的酞菁衍生物,1,8,15,22-四-(4-甲基-2-叔丁基苯氧基)酞菁锌(MBPPZn),通过与四取代苯氧基酞菁锌(PPZn)比较研究了取代基的结构对酞菁紫外-可见光谱和荧光光谱的影响。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

3-(4-甲基-2-叔丁基苯氧基)邻苯二腈,自制;乙酸锌及其他试剂均为分析纯,天津科密欧有限公司。

微波合成仪(HX-MC-1型),北京祥鹄有限公司;红外分光光度计(FT/IR-430型)、紫外分光光度计(UV-3600型),日本岛津公司。

1.2 实验部分

1.2.1 MBPPZn的合成

将3-(4-甲基-2-叔丁基苯氧基)邻苯二腈和乙酸锌(物质的量比为4∶1)分散到正辛醇溶剂中,加入少量1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU),将其置于微波反应器中,在N2保护下150℃反应5min,冷却至室温,向反应混合液中加入无水甲醇析出绿色絮状沉淀,减压过滤除去溶剂,滤饼用甲醇洗涤之后柱层析分离提纯(以体积比为1∶1的乙酸乙酯和石油醚为洗脱液),浓缩洗出液,得绿色粉末0.416g,产率为33.5%。

2 结果与讨论

2.1 合成方法对产率的影响

DBU法:在N2保护下,150℃,反应12h,产率为12.3%。

微波辐射法:在N2保护下,150℃,反应5min,产率为33.5%。

由于MBPPZn中取代基体积较大,空间位阻作用较大,通过常规方法合成产率很低。微波辐射方法合成的酞菁产率提高了21.2%。反应时间也由12h缩短至5min。

2.2 红外光谱分析

MBPPZn的红外光谱(KBr压片),如图1所示,2959cm-1处是甲基的吸收峰,1589和1479cm-1处是芳环上的C=N和C=C的振动吸收峰;1253和1085cm-1处是Ph—O—Ar的不对称和对称伸缩振动吸收峰;748cm-1处是酞菁环的振动吸收峰;936cm-1处是金属-配体的振动吸收峰,968和561cm-1处是Ar—H的面内弯曲振动和面外弯曲振动的特征吸收峰。这些吸收峰说明本实验成功合成了目标化合物。

2.3 飞行时间质谱分析

图2为MBPPZn的飞行时间质谱图,其分子离子峰为1226.3与其理论值1226.83吻合,同时,该质谱也表明了所合成的MBPPZn纯度比较高。

2.4 紫外-可见光谱分析

在二氯甲烷中测定了MBPPZn的紫外-可见光谱,结果如图3所示。其中329nm处的吸收峰是其B带,637nm处是酞菁环的振动吸收峰,709nm处的吸收峰是其Q带,755nm处是其二聚体吸收峰[7]。这些均表明了酞菁环的形成。

与苯氧基酞菁锌(PPZn)(696nm)[8]相比,其最大吸收波长红移了13nm,而其二聚体的吸收波长与PPZn二聚体(740nm)相比,红移了15nm。

2.5 荧光光谱分析

图4为MBPPZn在二氯甲烷溶液中的荧光光谱图。由图可知,其荧光光谱与其吸收光谱成镜像对应关系,并有斯特克斯位移,最大荧光发射波长出现在714nm处,与PPZn(705nm)[8]相比,红移了9nm。

由MBPPZn和PPZn的紫外-可见光谱和荧光光谱可知引入的取代基的结构对酞菁化合物吸收波长的影响较大。MBPPZn与PPZn相比,其取代基中苯环的邻位和对位上有叔丁基和甲基的超共轭作用致使MBPPZn的共轭结构得到扩展,同时,由于叔丁基和甲基的给电子诱导效应,使得其中心环上的电子密度增大,导致其吸收波长和荧光波长发生了红移。

3 结论

通过微波法合成了MBPPZn,用红外光谱、紫外-可见光谱和质谱表征了它的结构。根据比较研究结果,在相同的酞菁下,用微波法合成的目标产物的产率比常规法合成提高了21.2%。通过MBPPZn和PPZn的紫外-可见光谱和荧光光谱的比较,表明了取代基的结构对酞菁衍生物的吸收波长和荧光光谱波长都有较大的影响。

参考文献

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