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光致变色现象在信息存储和光记录材料方面的应用使得在高技术领域中的研究倍受人们的青睐。分子识别是超分子化学研究的重要内容之一,其中阴离子识别方面发展相对阳离子识别来说比较缓慢,亟待丰富与发展。含硫氮杂原子的小分子,合成简单,硫氮原子是很好的配位原子,可以与金属离子形成稳定的配合物,在氨基酸、蛋白质、核糖核酸等生物配体中起着重要的作用。同时硫氮原子易参与氢键作用的形成,对某些特定的离子,分子起到识别作用,可以用作荧光探针等应用。本论文通过溶剂热法及溶液法合成了一些含硫氮的化合物,并采用了多种研究方法与实验手段,对其在光致变色和分子识别方面的应用作一些详细的研究。
第一章,简要地介绍了光致变色及席夫碱类化合物的发展,以及缩氨基(硫)脲类席夫碱的发展与应用,并提出了本论文的研究设想。
第二章,主要介绍了本论文工作中所涉及到的化合物的合成与结构鉴定,包括应用于光致变色的喹唑啉酮衍生物7-氨基喹唑啉-2,4(1H,3H)-二硫酮(AQDT)和应用于阴离子识别的对二甲氨基苯亚胺缩氨(硫)脲类席夫碱化合物,结构表征使用质谱,元素分析,核磁,红外及单晶衍射分析。
第三章,分析了喹唑啉酮衍生物(AQDT)的光化学性质,发现该化合物经太阳光照后发生分子内双质子转移反应,由于在这个分子中具有氨基、硫羰基等多个可形成氢键作用的活性位点,而具有光致变色现象,对此进行研究并提出了光致变色模型,其机理为光照下酮式与烯醇式互变异构所引起的吸收光谱与荧光光谱的变化,此光致变色反应符合一级反应。
第四章,研究了五种对二甲基氨基苯亚胺缩氨(硫)脲类席夫碱化合物的性质,比较了1HNMR谱,吸收光谱,荧光光谱,及固体荧光的差异及对阴离子的识别,发现其中对二甲基氨基苯亚胺缩氨基脲(DMABSC)对氯离子在乙腈溶液中有选择性识别作用,而使其荧光光谱发生改变,但吸收光谱不变,说明DMABSC基态与氯离子作用较弱或不作用,氯离子与激发态的DMABSC的硫脲基团作用,而影响DMABSC的荧光光谱。对二甲基氨基苯亚胺缩氨基对硝基苯硫脲(DMABNPTS)因其硝基的强吸电子作用,使其固态和溶液中都不具有荧光发射,加入阴离子会使其吸收光谱发生变化,说明其在基态时可以与阴离子形成配合物,而其它四种席夫碱化合物不具有这些现象。