2-(芘-1-基)-1,8-萘啶的合成、理论计算及超快三阶非线性光学响应

合成了一个供体-受体(D-A)型含芘萘啶衍生物2-(芘-1-基)-1,8-萘啶(PN)。通过核磁共振波谱(NMR)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、液-质联用仪(LC-MS)表征了其结构。通过电子光谱和Z-扫描技术方法分别研究了化合物PN的线性光学性质和三阶非线性光学吸收,采用综合热分析方法测定了它的热稳定性。结果表明,在532 nm、180 fs条件下,PN的三阶非线性吸收行为为反饱和吸收,其吸收系数为β=9.0×10^-14 m/W,显示出超快三阶非线性光学响应。运用密度泛函理论方法计算了分子轨道能量、极化率和超极化率,结果表明电子转移能够在分子内部进行。2-(芘-1-基)-1,8-萘啶的紫外光谱在450 nm以上无吸收,在非线性光学吸收、激光防护、吸收型光开关或双稳器件等方面可作备选材料。

芳香查尔酮衍生物的合成、理论计算及三阶非线性光学性质

合成了2种新的具有潜在应用价值的非线性光学(NLO)有机材料芳香查尔酮衍生物1-(呋喃-2-基)-3-(4-甲氧基苯基)丙烯酮(1)和1-(噻吩-2-基)-3-(4-甲氧基苯基)丙烯酮(2),并对其进行了NMR、IR和HR-MS结构表征。采用4f相位相干成像技术测定了化合物1和2的三阶NLO性质并确定了相关参数:脉冲宽度4 nm,激光波长440 nm,化合物1:非线性吸收系数β=5.5×10^(-10)m/W,非线性折射系数n2=-2.1×10^(-17)m^2/W,三阶非线性极化率χ(3)=1.58×10^(-11)esu;化合物2:β=-2.4×10^(-10)m/W,n^2=0.3×10-17m^2/W,χ(3)=0.50×10^(-11)esu;并测定了紫外光谱和DSC曲线。采用密度泛函方法计算了化合物1和2的轨道能量和极化率,结果表明电子转移能在分子内部进行,说明比较易于极化,展示了良好的非线性光学性质。

1-(芘-1-基)-3-(噻吩-3-基)丙烯酮的合成、理论计算及三阶非线性光学性质

合成一种非线性光学(NLO)有机材料查尔酮:1-(芘-1-基)-3-(噻吩-3-基)丙烯酮,通过1 H NMR、IR、HR-MS表征了其结构。采用4f相位相干成像技术测定了它的三阶NLO性质,相关参数为:脉宽4ns,激光波长为450nm,非线性吸收系数(β)=7.3×10-10 m/W,非线性折射率(n2)=-3.6×10-17 m2/W,三阶非线性极化率(χ(3))=4.12×10-11 esu;并测定了紫外光谱、荧光光谱和DSC曲线。采用密度泛函方法计算了它的轨道能量和极化率,结果表明电子转移可在分子内部进行,显示出良好的NLO活性。

2,6-二[3-(4-二甲氨基苯基)]丙烯酰基吡啶的合成、热稳定性和理论计算

以2,6-二乙酰基吡啶和对二甲氨基苯甲醛为原料,通过Claisen-Schmidt缩合反应合成了一种新颖的吡啶双查尔酮衍生物2,6-二[3-(4-二甲氨基苯基)]丙烯酰基吡啶,经IR、1H NMR、HRMS对其结构进行表征,并测定了它的紫外-可见吸收光谱、荧光光谱和热稳定性.理论计算表明,目标产物具有良好的热稳定性和较大的分子极化率.

1-(芘-1-基)-3-(4-甲氧基苯基)丙烯酮的合成及三阶非线性光学性质

合成了一种新的有机非线性光学(NLO)材料1-(芘-1-基)-3-(4-甲氧基苯基)丙烯酮(PMPAK),通过1H NMR、IR、HR-MS和元素分析表征其结构。以Nd∶YAG-Laser System作为光源,激光波长450 nm,脉冲宽度4 ns(FWHM),采用4f相位相干成像技术测定了PMPAK的三阶NLO性质并确定了相关参数:非线性折射率n_2=-1.84×10^(-16)m^2/W,非线性吸收系数β=2.53×10^(-9)m/W,非线性极化率χ(3)=1.137×10-10esu。

新型同分异构芘基查尔酮的理论研究和超快三阶非线性光学响应

合成了3个新型同分异构芘基查尔酮:1-(芘-1-基)-3-(吡啶-2-基)-2-丙烯-1-酮(3a)、1-(芘-1-基)-3-(吡啶-3-基)-2-丙烯-1-酮(3b)和1-(芘-1-基)-3-(吡啶-4-基)-2-丙烯-1-酮(3c)。通过核磁共振波谱仪(NMR)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和液-质联用仪(LC-MS)等技术手段表征3个化合物的结构、热稳定性和线性光学性质和三阶非线性光学吸收性能。结果表明,在532 nm和180 fs条件下,化合物3a-3c均表现出超快三阶非线性光学响应,化合物3c的非线性吸收系数分别是化合物3b和3a的1.14和2.67倍。运用密度泛函理论方法计算了化合物3a-3c的非线性光学性质及其电子性质,结果表明,化合物3c分子具有最大的静态第一超极化率(β0)(2830.9 a.u.),并具有最小的最高占据分子轨道(HOMO)-最低空分子轨道(LUMO)之间的能隙(3.11 eV)和最小的跃迁能(ΔE)(2.67 eV),这与N原子在吡啶环上的位置有关;分子内部均存在电荷转移现象。3个化合物的紫外-可见光谱在450 nm以上无吸收,有良好的热稳定性,在激光防护方面有应用前景。

基于二茂铁的两个查尔酮衍生物的合成及超快三阶非线性光学响应

二茂铁是合成新颖有机功能材料的基本单元之一。本文设计并合成了两个基于二茂铁的同分异构查尔酮衍生物:1-二茂铁基-3-(噻吩-2-基)丙烯酮(a)和1-二茂铁基-3-(噻吩-3-基)丙烯酮(b)。采用超快激光Z-扫描技术(脉宽180 fs,波长532 nm)测定了化合物a和b的三阶非线性光学性质。结果表明,化合物a吸收系数β=-2. 1×10^(-12)m/W,折射率n_2=1. 9×10^(-19)m^2/W,分子超极化率γ=5. 37×10^(-32)esu;化合物b:β=-1. 2×10^(-13)m/W,n_2=2. 0×10^(-19)m^2/W,γ=4. 48×10^(-32)esu。说明在飞秒激光激发下,电荷转移能够在化合物a和b分子内部快速进行,二者均具有优异的超快三阶非线性光学响应。在B3LYP/6-311+G(d,p)理论水平下,计算了化合物a和b分子轨道能量、极化率和各基团在前线分子轨道中的占有率。理论计算结果显示,二茂铁基团在化合物a和b前线分子轨道中占有率分别为97%和98%,对两化合物的非线性光学性能起主导作用。

含多甲氧基芳香基双查尔酮的合成、表征及光热性能

通过克莱森-施密特(Claisen-Schmidt)反应合成了一种新型双查尔酮衍生物1,4-二[3-(3,4,5-三甲氧基苯基)-2-丙烯酰基]苯(BTAB)。该化合物的结构通过核磁共振波谱仪(NMR)和质谱等技术手段得到确认。采用热综合分析方法测定了DSC/TG曲线,发现该化合物的熔点为230.6℃,热稳定性良好。测定了该化合物的紫外光谱和荧光光谱,λ_(max/UV)=357.5 nm,λ_(max/EM)=541 nm,表现出较大的紫外吸收波长和荧光发射波长。采用密度泛函理论方法计算获得了BTAB分子的最高占据轨道与最低空轨道能量和极化率,从前线分子轨道组成图发现存在分子内电荷转移现象。用单光束Z-扫描技术获得了BTAB的非线性光学特性,其三阶非线性吸收系数β=3.15×10^(-14) m/W,五阶非线性吸收系数γ=2.7×10^(-28) m^(3)/W^(2),属于双光子吸收诱导激发态吸收。BTAB作为一种有用的非线性光学(NLO)候选材料具有潜在应用前景。

两个三联噻吩基查尔酮衍生物异构体的合成和光谱性质与理论研究

合成了两个三联噻吩基查尔酮衍生物异构体[1-(2,4,6-三甲氧基苯基)-3-(α-三联噻吩-2-基)-2-丙烯-1-酮(3a)和1-(3,4,5-三甲氧基苯基)-3-(α-三联噻吩-2-基)-2-丙烯-1-酮(3b)],用核磁共振谱(NMR)和高分辨质谱(HR-MS)对化合物3a~3b进行了表征。研究了它们的线性光谱性质和热学性质,发现化合物3b比化合物3a有较大的紫外吸收波长、较强的荧光强度和良好的热稳定性;理论计算结果表明,化合物3b比化合物3a有较小的能隙(ΔELUMO-HOMO=2.86 eV)和较大的极化率(488.53 a.u.),均存在分子内电荷转移现象,是良好的非线性光学的候选材料。

三联噻吩基查尔酮衍生物的线性光学性质和超快非线性光学响应

以α-三联噻吩甲醛为原料,与3种二氯苯乙酮发生Claisen-Schmidt缩合反应,合成了3种含有三联噻吩基的查尔酮衍生物:1-(α-三联噻吩-2-基)-3-(2,4-二氯苯基)丙烯酮(a)、1-(2,5-二氯苯基)-3-(α-三联噻吩-2-基)丙烯酮(b)和1-(3,4-二氯苯基)-3-(α-三联噻吩-2-基)丙烯酮(c)。借助核磁共振波谱仪(^(1)H NMR、^(13)C NMR)和液-质联用谱仪(LC-MS)对其结构进行了表征;采用Z-扫描技术(600 nm,180 fs)测定了3个化合物的非线性光学吸收性能;运用含时密度泛函理论(TD-DFT)方法计算了它们的极化率(α_(0))、静态第一超极化率(β_(0))、振子强度(f_(0))、跃迁能(ΔE)、基态和最主要激发态之间的偶极矩差(Δμ)、最主要激发态的主要组成、最高占据分子轨道(HOMO)和最低空分子轨道(LUMO)之间的能隙,同时测定了它们的线性光学性质。结果表明,化合物c的紫外吸收波长、荧光发射波长、热稳定性、极化率均最大;化合物a—c均存在分子内电荷转移现象,非线性吸收均为双光子吸收,化合物a、b还有五阶非线性吸收,它们均表现出超快非线性光学响应,可作非线性光学研究备选材料。

新型D-π-A芘基查尔酮衍生物的合成与超快光学吸收响应

设计并合成了两种新型查尔酮衍生物1-(2,5-二甲氧基苯基)-3-(芘-1-基)丙烯酮(a)和1-(3,4-二甲氧基苯基)-3-(芘-1-基)丙烯酮(b),其结构经IR,^(1)H NMR,^(13)C NMR,LC-MS等表征。测定了化合物的紫外(UV-Vis)和荧光(FL)谱图,并对a和b进行了理论计算和热特性研究。在B3LYP/6-311+G(d,p)理论水平上对化合物a和b进行了结构优化。前线轨道分析表明:a和b分子的能隙分别为3.24 eV和3.08 eV,存在分子内电荷转移现象。飞秒Z-扫描结果显示:a和b在515 nm和532 nm处表现出反饱和吸收与超快光学响应。热性能、理论计算和非线性吸收实验结果一致表明:化合物a和b在非线性光学领域有潜在应用前景。

苯炔的生成与加成反应

苯炔作为有机反应中间体在有机化学中十分重要,同时也是学生学习中难于理解的重要知识点。文章从理论上分析阐述了苯炔中间体的生成反应和加成反应规律,并运用密度泛函理论方法计算了苯炔加成反应的中间体能量,获得相应的能量数据。对比分析发现,计算结果支持反应规律。

1-(芘-1-基)-3-(4′-甲酰基联苯-4-基)丙烯酮的合成

以乙酰芘和4,4′-联苯二甲醛为原料,合成了1-(芘-1-基)-3-(4′-甲酰基联苯-4-基)丙烯酮(PFPAK)后,通过IR、1H NMR、HR-MS对PFPAK进行结构表征,并测定了它的紫外吸收光谱.

2,2′:5′,2″-三联噻吩-5″-甲醛的合成方法研究

以2,2′:5′,2″-三联噻吩为原料,POCl3为所合剂,HCON(CH_3)_2为甲酰化剂,通过Vilsmeier反应,合成了2,2′:5′,2″-三联噻吩-5″-甲醛,经1 H NMR、^(13)C NMR表征其结构,结果与文献报道一致.该方法简化了合成过程中的操作,产率提高了5%.

二茂铁基查尔酮的理论研究和超快三阶非线性光学响应:1-二茂铁基-3-(4-氟苯基)丙烯酮

应用密度泛函理论计算了1-二茂铁基-3-(4-氟苯基)丙烯酮(FFPAK)的最高占据轨道(HOMO)、最低空轨道(LUMO)能量和分子极化率;采用Z-扫描技术(532nm,180fs)测定了FFPAK的三阶非线性光学性质:β=-6.8×10^-13 m/W,n2=2.1×10^-19 m^2/W,γ=5.55×10^-32esu;结果表明,FFPAK容易发生分子内电荷转移,分子容易被极化,显示出超快三阶非线性光学响应。

二茂铁基查尔酮的理论研究和超快三阶非线性光学响应:1-二茂铁基-3-(4-溴苯基)丙烯酮

应用密度泛函理论计算了1-二茂铁基-3-(4-溴苯基)丙烯酮(FBPAK)的最高占据轨道(HOMO)、最低空轨道(LUMO)能量和分子极化率;采用Z-扫描技术(532nm,180fs)测定了FBPAK的三阶非线性光学参数:非线性吸收系数β=-1.0×10-12 m/W,三阶非线性分子超极化率γ=1.4×10-32esu;结果表明,FBPAK容易发生分子内电荷转移,分子容易被极化,显示出超快三阶非线性光学响应;同时测定了FBPAK的紫外吸收光谱和DSC曲线.

一种芘基查尔酮衍生物的合成和理论研究

合成一种新型查尔酮衍生物:1-(芘-1-基)-3-(6-甲氧基-吡啶-3-基)-2-丙烯-1-酮,经红外光谱(IR)、核磁共振谱(1H NMR,13C NMR)表征其结构;测定了紫外吸收光谱(UV)、荧光发射光谱(F em)、差示扫描量热和热重(DSC/TG)曲线;运用密度泛函理论计算了它的分子轨道能量和极化率,给出了几何结构、最高占据分子轨道(HOMO)和最低空分子轨道(LUMO)的电子云图.结果表明,分子轨道间的能隙(ΔELUMO-HOMO)较小,分子的极化率较大,分子内存在电荷转移现象,该化合物可作为非线性光学候选材料.

两个查尔酮衍生物的合成、理论计算及三阶非线性光学性质

合成了两个查尔酮类衍生物1-(4-甲基苯基)-3-(4-二甲氨基苯基)丙烯酮(1)和1-(4-甲基苯基)-3-(4-甲氧基苯基)丙烯酮(2),通过1H NMR、13C NMR、IR、HR-MS对其进行结构表征。采用4f相位相干成像技术测定了化合物1和2的三阶NLO性质,确定了相关参数:脉冲宽度4nm,激光波长分别为500和440nm,1:非线性吸收系数β=7.3×10-10m/W,非线性折射率n2=-3.6×10-17m2/W,三阶非线性极化率χ(3)=2.56×10-11esu;2:β=-4.8×10-10m/W,n2=2.0×10-17m2/W,χ(3)=1.45×10-11esu。测定了化合物紫外光谱,并通过DSC考察了化合物的热稳定性。采用密度泛函方法计算了化合物1和2的轨道能量和极化率,结果表明电子转移能在分子内部进行,显示出良好的非线性光学活性。

二茂铁基查尔酮衍生物的合成及超快三阶非线性光学响应

合成两种新颖的含二茂铁基团的查尔酮衍生物:1-二茂铁基-3-(4-叔丁基苯基)丙烯酮(a)和1-二茂铁基-3-联苯基丙烯酮(b),经~1H NMR、^(13)C NMR和HR-MS对其结构进行了表征,并测定了化合物的热力学性质。采用量子化学方法计算了它们的分子轨道能量和极化率,给出了轨道电子云图。采用紫外-可见吸收光谱和Z-扫描技术分别测定了其线性和非线性光学性质。结果表明,与原料乙酰基二茂铁相比,化合物a和b的紫外吸收明显增强,且b的吸收波长更长;化合物a和b均存在分子内电荷转移现象,表现出超快三阶非线性光学响应。

1-(芘-1-基)-3-(苯并噻吩-3-基)丙烯酮的合成和三阶非线性光学性质研究

合成1种查尔酮衍生物1-（芘-1-基）-3-（苯并噻吩-3-基）丙烯酮（PBTAK）,经IR,1 H NMR,13C NMR和HR-MS对其结构进行表征.采用4f相位相干成像技术测定了它的三阶非线性光学性质并确定了相关参数：脉宽为4nm,激光波长为460nm,非线性吸收系数β=0.23×10-9 m/W,非线性折射率n2=-0.50×10-16 m2/W,三阶非线性极化率χ（3）=9.37×10-21 C;同时测定了紫外光谱、荧光光谱和DSC曲线.运用密度泛函方法计算了PBTAK的分子轨道能量和极化率,结果表明电子转移能在分子内部进行,显示出良好的非线性光学活性.