偶氮吡咯化合物的性质及其功能化合物的合成研究

由于具有良好的光学性质及在设计新材料与器件方面的良好应用前景，在最近的十多年里，对偶氮吡咯化合物的研究引起了研究者的很大兴趣。本项目拟首先对偶氮吡咯的化学性质进行研究，为合成更多种偶氮吡咯化合物奠定反应基础。然后对其物理性质及互变异构现象进行研究，阐明分子结构、溶剂、温度、浓度等因素对其性质的影响，为偶氮吡咯化合物的应用研究提供全面、合理的理论依据。项目还将合成一些具有特定功能基团、大共轭性或阴离子识别能力的新型功能化的偶氮吡咯化合物。最后，项目还将对偶氮吡咯化合物的金属离子配位进行研究，其目的是为了通过金属离子功能化改善偶氮吡咯化合物的光学或电化学性质，同时拟利用晶体工程策略，合成出一些具有新颖结构与良好性能的新材料。项目研究的顺利进行，将为具有良好性能的偶氮吡咯化合物的设计合成提供新的思路和新的方法。

偶氮吡咯化合物具有良好的光电性能，可用于新材料的设计与合成。本项目研究内容包括偶氮吡咯化合物的化学性质；偶氮吡咯化合物的互变异构化；新型功能化偶氮吡咯化合物的合成与性能和金属功能化偶氮吡咯化合物的设计与晶体工程研究。研究取得了以下主要成果。偶氮吡咯可以对吡咯环进行结构修饰，但在酸性条件下产率较低。在有分子内氢键和金属离子配位情况下，偶氮吡咯非常易于互变异构为醌腙结构。此外，偶氮吡咯化合物还具有偶氮键的顺反异构。当吡咯NH存在时，由于存在偶氮-醌腙互变异构，反式至顺式结构的变化速度非常快。当氢原子被烃基取代后，反式至顺式结构的变化速度降低，可被紫外光谱检测，这表明偶氮吡咯化合物中光分子开关方面具有一定的应用前景。通过改变偶氮吡咯化合物上的取代基团，可以调节其自组装行为，制备不同形貌的超分子结构。利用偶氮吡咯可以设计阴离子识别主体化合物，而且它们均表现出了较好的阴离子识别能力。偶氮吡咯在失去NH单元上的氢后，成为一个负一价的双齿配体。可与多种金属离子形成电中性的配合物。与不同金属离子的配合能力会随偶氮吡咯单元的数目及其周围配位环境的不同而不同。在偶氮吡咯分子中引入其他的杂环结构，不仅可以改变其自组装结构，还能改变其离子配位能力，从而利用其合成出更多，有用的结构。项目研究共发表论文12篇，其中SCI收录9篇。培养研究生11人。达到研究目标。