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双席夫碱化合物的合成_表征及其荧光性质的研究_刘文

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2024年4月6日发(作者:乌孙海蓝)

第41卷第6期

辽 宁 化 工

Vol.41,No.6

2012年6月 Liaoning Chemical Industry June,2012

双席夫碱化合物

的合成、表征及其荧光性质的研究

刘 文,时 茜

(温州大学化学与材料工程学院, 浙江 温州 325035)

摘 要:设计合成了3-氯水杨醛与4,4,-二氨基二苯基甲烷、4,4-双氨基苯砜、乙二胺、丙二胺形成的

4个席夫碱化合物L1-L4;通过红外光谱对化合物的组成和结构进行表征,并对其荧光性质进行了研究。

关 键 词:席夫碱化合物;荧光性质;红外光谱

中图分类号:TQ 422 文献标识码: A 文章编号: 1004-0935(2012)06-0544-02

目前,随着社会的发展和科技的迅猛进步,一

方面,新的学科在不断的出现,另一方面,传统的

学科在自身不断发展完善的同时,与其他有关的学

科也产生了新的结合点

。配位化学自成立一百多

年以来,经过迅猛的发展,如今已经成为化学领域

研究的热点之一。其研究的内容和对象已经由较为

简单的配合物发展到较为复杂的配合物,如多核配

合物、原子簇化合物、混合价配合物、大环配合物

以及金属有机配合物

[2-4]

[1]

研究并发现了某些具有特殊性质的功能性材料。

本文报导了4个双席夫碱化合物的合成,通过

红外光谱对其结构进行了表征,并利用荧光光谱研

究了不同结构类型胺对席夫碱荧光性质的影响。

1 化合物的合成与表征

用分析天平称取0.1980 g(1.0 mmol)4,4,-二

氨基二苯基甲烷,加入到盛有30 mL甲醇的锥形瓶

之中,在60~65 ℃加热搅拌至完全的溶解。然后

在搅拌的条件下继续滴加含有0.3120 g(约2.0

mmol)3-氯水杨醛的甲醇溶液(约10 mL),溶液颜

色立即变为浅黄色,在65~70 ºC条件下继续回流

反应2h,有沉淀生成。过滤,沉淀用甲醇洗涤三次,

真空干燥、得到化合物L1,产率约90%。主要红外

光谱的吸收峰(KBr 压片):ν(OH)=3419(s),ν

(C=N)=1617(s)。化合物L2,L3,L4合成方法类似于L1。

等;由简单的配合物合成和

结构的研究,发展到了功能及其应用的研究。功能

配合物的合成、表征,以及有关的性能方面的研究

与高分子化学、物理化学、生物化学、有机化学、

材料化学等学科有着千丝万缕的联系,已成为近代

化学研究的前沿课题之一

[5,6]

从20世纪初至今,有机荧光材料中研究的较为

活跃和广泛的一类有机荧光材料是一种有共轭结构

的分子内的电荷转移的化合物,此类化合物拥有较

好的辐射衰变能力,同时也具有较高的荧光效率值。

当前研究的主要方向包括吡唑啉衍生物,芪类化合

物等。席夫碱类的化合物是拥有比较大的共轭结构

的一类化合物,自从席夫碱及其配合物被首次报道

后,此类化合物已广泛应用与非线性光学材料、药物

等方面。由于其大的π共轭体系,因此其光电性能也

就很强,能够呈现出很好的光敏效果,同时其在电致

发光的器件上也能得到较纯的荧光,这一特点让其

在有机电致发光的器件上也得到了比较广泛的应用

[7,8]

2 化合物L1、L2、L3、L4的荧光光

谱研究

化合物L1、L2、L3、L4在激发波长分别为450、

415、440、420 nm的条件下测量的荧光光谱图示于

图1。化合物L2在520 nm左右处有最大的发射强

度,且其荧光强度最强,化合物L1在545 nm左右

处有最大发射,其荧光强度较化合物L2次之,化

合物L4和化合物L3的荧光强度差不多,强度比化合

物L1的弱,最大发射波长分别在500 nm左右和510

nm左右。即化合物L4、化合物L3、化合物L2、化

合物L1的最大发射波长依次有不同程度的红移。

由上述分析可知,带有吸电子基团氯基的芳香族水

,因此近年来使其被广泛的关注。科学家利用席

夫碱及其配合物具有一些磁学、光学等方面的性质,

收稿日期: 2012-03-12

作者简介:刘 文(1984-),男,硕士研究生,安徽六安人,研究方向:功能配合物和超分子化学E-mail:Liuwencool0701@。

通讯作者:时 茜(1972-),女,教授,博士,E-mail:shiq@

致 谢:本研究内容得到国家自然科学基金(20971101)的大力资助。

第41卷第6期 刘 文,等:双席夫碱化合物的合成、表征及其荧光性质的研究 545

杨醛与带有吸电子基团的4,4-双氨基苯砜所形成的

化合物的荧光发射强度要大于与带有供电子基团的

4,4,-二氨基二苯基甲烷形成的席夫碱化合物;与

带有供电子基团的4,4,-二氨基二苯基甲烷所形成

的化合物的荧光发射强度又大于与链状胺(乙二胺

或丙二胺)所形成的化合物。

参考文献:

[1]Ching Hsuan Lin, Sheng Lung Chang, Chau Wei Hsieh et al Aro

maticdiamine-based benzoxazines and their high performancethermo

sets [J]. Polymer,2008,49:1220-1229.

[2]Mohammad Shakira, Mohammad Azama, atal Synthesisand Spectrosc

opicstudiesonComPlexesof N,N’-bis-(2-pyridinecarboxaldimine)-1,8-

diaminonaphthalene (L);DNA binding studies on Cu(II) complex [J].

M. Shakir et al. / Spectrochimica Acta Part A. 2009, 71:1851–1

856.

[3]Saeed Dehghanpour Janusz Lipkowski Ali Mahmoudi etal Synthesis,

spectral characterization and structure of dinuclear double-helical

mercury complex containing bis[4-(2-pyridylmethyleneamino)phenyl]

methaneligand[J] .S. Dehghanpour et al. / Polyhedron, 2010, 29:

2802–2806.

[4]Floriana Tuna, Jacqueline Hamblin, Guy Clarkson, etal Helical (Isotactic)

and Syndiotactic Silver(_) Metallo-SupramolecularCoordination

Polymers Assembled from a Readily Prepared Bis-Pyridylimine Ligand

图1 化合物L1、L2、L3、L4的荧光光谱图

Containing a 1,5-Naphthalene Spacer [J]. Chem. Eur. J. 2002, 8:

4957-4964.

[5]孟庆金,王瑞雪,步修仁,等. 新的不对称双Schiff碱镍配合物[J]. 高

等学校化学学报,1990,10:1126-1128.

[6]Floriana Tuna,Martin R. Lees,Guy etal Readily Prepared Metallo-S

upramolecular Triple Helicates Designed to Exhibit Spin-Crossover

Behaviour [J]. Chem. Eur. J. 2004, 10:5737 – 5750.

[7]Shinya Handa, Vijay Gnanadesikan, Shigeki Matsunaga etal Hetero

bimetallic Transition Metal/Rare Earth Metal Bifunctional Catalysis:

A Cu/Sm/Schiff Base Complex for Syn-Selective Catalytic Asymm

etric Nitro-Mannich Reaction [J]. J. Am. Chem. Soc., 2010, 132:4

925–4934.

[8]袁泽利,胡庆红,吴庆,等. 新型大环席夫碱的合成及其荧光量子

效率的研究[J]. 光谱实验室,2008,5:927-930.

[9]Wei-Qiang Zhang, Anthony J. Atkin, etal Synthesis and Reactivity of

Molybdenum Complexes Containing Functionalized Alkynyl Ligands: A

Photochemically Activated CO-Releasing Molecule (PhotoCO-RM)

[J] .Organometallics, 2011, 30 (17):4643–4654.

3 结束语

随着配位化学的迅猛发展,科学工作者对功能

配合物的合成表征及其磁、光、催化等方面的性质

研究表现出了的极大的研究兴趣。配体的官能化或

具有一定功能性的金属离子的引入,可以使得目标

配合物获得特殊的磁、电、光等方面的性质。由于

水杨醛类席夫碱及其配合物具有荧光性能、磁性、

催化性能、载氧和抗氧活性、抗菌活性等方面的特

点,使得此类席夫碱及其配合物的合成及应用越来

[9,10]

越成为科研人员的关注的焦点

笔者设计合成的一系列由不同结构类型胺形成

的水杨醛类席夫碱化合物,对其荧光性质的研究表

明,胺上的取代基团及胺的结构类型对化合物的荧

光性质具有很大的影响,其中带有吸电子基团的醛

和带有吸电子基团的芳香胺形成的席夫碱化合物具

有较强的荧光性质。

[10]Yao Kemin, Zhou Wen,Lu Gui. Synthesis, mechanism and NMR

spectra of lanthanide complexes with a novel unsymmetrical Schiff base

[J]. Science China Chemistry,1999,2:164-169.

Syntheses, Characterization and Luminescent Properties

of Dis-Schiff Base Complexes

LIU Wen,SHI Qian

(Wenzhou University, Zhejiang Wenzhou 325035,China)

Abstract: Four kinds of dis-Schiff base compounds (L1 ~ L4) were designed and synthesized by reaction of 3-chloro-2-

hydroxybenzadehyde with 4,4-diaminodiphe-nylmethane,bis-(4-aminophenyl)-sulfon,1,2-ethanediamine or 1,3-diaminopropane.

The compounds were characterized by IR spectra, and their fluorescent properties were also studied.

Key words: Schiff base compound;

flurescence property;

IR Spectrum

2024年4月6日发(作者:乌孙海蓝)

第41卷第6期

辽 宁 化 工

Vol.41,No.6

2012年6月 Liaoning Chemical Industry June,2012

双席夫碱化合物

的合成、表征及其荧光性质的研究

刘 文,时 茜

(温州大学化学与材料工程学院, 浙江 温州 325035)

摘 要:设计合成了3-氯水杨醛与4,4,-二氨基二苯基甲烷、4,4-双氨基苯砜、乙二胺、丙二胺形成的

4个席夫碱化合物L1-L4;通过红外光谱对化合物的组成和结构进行表征,并对其荧光性质进行了研究。

关 键 词:席夫碱化合物;荧光性质;红外光谱

中图分类号:TQ 422 文献标识码: A 文章编号: 1004-0935(2012)06-0544-02

目前,随着社会的发展和科技的迅猛进步,一

方面,新的学科在不断的出现,另一方面,传统的

学科在自身不断发展完善的同时,与其他有关的学

科也产生了新的结合点

。配位化学自成立一百多

年以来,经过迅猛的发展,如今已经成为化学领域

研究的热点之一。其研究的内容和对象已经由较为

简单的配合物发展到较为复杂的配合物,如多核配

合物、原子簇化合物、混合价配合物、大环配合物

以及金属有机配合物

[2-4]

[1]

研究并发现了某些具有特殊性质的功能性材料。

本文报导了4个双席夫碱化合物的合成,通过

红外光谱对其结构进行了表征,并利用荧光光谱研

究了不同结构类型胺对席夫碱荧光性质的影响。

1 化合物的合成与表征

用分析天平称取0.1980 g(1.0 mmol)4,4,-二

氨基二苯基甲烷,加入到盛有30 mL甲醇的锥形瓶

之中,在60~65 ℃加热搅拌至完全的溶解。然后

在搅拌的条件下继续滴加含有0.3120 g(约2.0

mmol)3-氯水杨醛的甲醇溶液(约10 mL),溶液颜

色立即变为浅黄色,在65~70 ºC条件下继续回流

反应2h,有沉淀生成。过滤,沉淀用甲醇洗涤三次,

真空干燥、得到化合物L1,产率约90%。主要红外

光谱的吸收峰(KBr 压片):ν(OH)=3419(s),ν

(C=N)=1617(s)。化合物L2,L3,L4合成方法类似于L1。

等;由简单的配合物合成和

结构的研究,发展到了功能及其应用的研究。功能

配合物的合成、表征,以及有关的性能方面的研究

与高分子化学、物理化学、生物化学、有机化学、

材料化学等学科有着千丝万缕的联系,已成为近代

化学研究的前沿课题之一

[5,6]

从20世纪初至今,有机荧光材料中研究的较为

活跃和广泛的一类有机荧光材料是一种有共轭结构

的分子内的电荷转移的化合物,此类化合物拥有较

好的辐射衰变能力,同时也具有较高的荧光效率值。

当前研究的主要方向包括吡唑啉衍生物,芪类化合

物等。席夫碱类的化合物是拥有比较大的共轭结构

的一类化合物,自从席夫碱及其配合物被首次报道

后,此类化合物已广泛应用与非线性光学材料、药物

等方面。由于其大的π共轭体系,因此其光电性能也

就很强,能够呈现出很好的光敏效果,同时其在电致

发光的器件上也能得到较纯的荧光,这一特点让其

在有机电致发光的器件上也得到了比较广泛的应用

[7,8]

2 化合物L1、L2、L3、L4的荧光光

谱研究

化合物L1、L2、L3、L4在激发波长分别为450、

415、440、420 nm的条件下测量的荧光光谱图示于

图1。化合物L2在520 nm左右处有最大的发射强

度,且其荧光强度最强,化合物L1在545 nm左右

处有最大发射,其荧光强度较化合物L2次之,化

合物L4和化合物L3的荧光强度差不多,强度比化合

物L1的弱,最大发射波长分别在500 nm左右和510

nm左右。即化合物L4、化合物L3、化合物L2、化

合物L1的最大发射波长依次有不同程度的红移。

由上述分析可知,带有吸电子基团氯基的芳香族水

,因此近年来使其被广泛的关注。科学家利用席

夫碱及其配合物具有一些磁学、光学等方面的性质,

收稿日期: 2012-03-12

作者简介:刘 文(1984-),男,硕士研究生,安徽六安人,研究方向:功能配合物和超分子化学E-mail:Liuwencool0701@。

通讯作者:时 茜(1972-),女,教授,博士,E-mail:shiq@

致 谢:本研究内容得到国家自然科学基金(20971101)的大力资助。

第41卷第6期 刘 文,等:双席夫碱化合物的合成、表征及其荧光性质的研究 545

杨醛与带有吸电子基团的4,4-双氨基苯砜所形成的

化合物的荧光发射强度要大于与带有供电子基团的

4,4,-二氨基二苯基甲烷形成的席夫碱化合物;与

带有供电子基团的4,4,-二氨基二苯基甲烷所形成

的化合物的荧光发射强度又大于与链状胺(乙二胺

或丙二胺)所形成的化合物。

参考文献:

[1]Ching Hsuan Lin, Sheng Lung Chang, Chau Wei Hsieh et al Aro

maticdiamine-based benzoxazines and their high performancethermo

sets [J]. Polymer,2008,49:1220-1229.

[2]Mohammad Shakira, Mohammad Azama, atal Synthesisand Spectrosc

opicstudiesonComPlexesof N,N’-bis-(2-pyridinecarboxaldimine)-1,8-

diaminonaphthalene (L);DNA binding studies on Cu(II) complex [J].

M. Shakir et al. / Spectrochimica Acta Part A. 2009, 71:1851–1

856.

[3]Saeed Dehghanpour Janusz Lipkowski Ali Mahmoudi etal Synthesis,

spectral characterization and structure of dinuclear double-helical

mercury complex containing bis[4-(2-pyridylmethyleneamino)phenyl]

methaneligand[J] .S. Dehghanpour et al. / Polyhedron, 2010, 29:

2802–2806.

[4]Floriana Tuna, Jacqueline Hamblin, Guy Clarkson, etal Helical (Isotactic)

and Syndiotactic Silver(_) Metallo-SupramolecularCoordination

Polymers Assembled from a Readily Prepared Bis-Pyridylimine Ligand

图1 化合物L1、L2、L3、L4的荧光光谱图

Containing a 1,5-Naphthalene Spacer [J]. Chem. Eur. J. 2002, 8:

4957-4964.

[5]孟庆金,王瑞雪,步修仁,等. 新的不对称双Schiff碱镍配合物[J]. 高

等学校化学学报,1990,10:1126-1128.

[6]Floriana Tuna,Martin R. Lees,Guy etal Readily Prepared Metallo-S

upramolecular Triple Helicates Designed to Exhibit Spin-Crossover

Behaviour [J]. Chem. Eur. J. 2004, 10:5737 – 5750.

[7]Shinya Handa, Vijay Gnanadesikan, Shigeki Matsunaga etal Hetero

bimetallic Transition Metal/Rare Earth Metal Bifunctional Catalysis:

A Cu/Sm/Schiff Base Complex for Syn-Selective Catalytic Asymm

etric Nitro-Mannich Reaction [J]. J. Am. Chem. Soc., 2010, 132:4

925–4934.

[8]袁泽利,胡庆红,吴庆,等. 新型大环席夫碱的合成及其荧光量子

效率的研究[J]. 光谱实验室,2008,5:927-930.

[9]Wei-Qiang Zhang, Anthony J. Atkin, etal Synthesis and Reactivity of

Molybdenum Complexes Containing Functionalized Alkynyl Ligands: A

Photochemically Activated CO-Releasing Molecule (PhotoCO-RM)

[J] .Organometallics, 2011, 30 (17):4643–4654.

3 结束语

随着配位化学的迅猛发展,科学工作者对功能

配合物的合成表征及其磁、光、催化等方面的性质

研究表现出了的极大的研究兴趣。配体的官能化或

具有一定功能性的金属离子的引入,可以使得目标

配合物获得特殊的磁、电、光等方面的性质。由于

水杨醛类席夫碱及其配合物具有荧光性能、磁性、

催化性能、载氧和抗氧活性、抗菌活性等方面的特

点,使得此类席夫碱及其配合物的合成及应用越来

[9,10]

越成为科研人员的关注的焦点

笔者设计合成的一系列由不同结构类型胺形成

的水杨醛类席夫碱化合物,对其荧光性质的研究表

明,胺上的取代基团及胺的结构类型对化合物的荧

光性质具有很大的影响,其中带有吸电子基团的醛

和带有吸电子基团的芳香胺形成的席夫碱化合物具

有较强的荧光性质。

[10]Yao Kemin, Zhou Wen,Lu Gui. Synthesis, mechanism and NMR

spectra of lanthanide complexes with a novel unsymmetrical Schiff base

[J]. Science China Chemistry,1999,2:164-169.

Syntheses, Characterization and Luminescent Properties

of Dis-Schiff Base Complexes

LIU Wen,SHI Qian

(Wenzhou University, Zhejiang Wenzhou 325035,China)

Abstract: Four kinds of dis-Schiff base compounds (L1 ~ L4) were designed and synthesized by reaction of 3-chloro-2-

hydroxybenzadehyde with 4,4-diaminodiphe-nylmethane,bis-(4-aminophenyl)-sulfon,1,2-ethanediamine or 1,3-diaminopropane.

The compounds were characterized by IR spectra, and their fluorescent properties were also studied.

Key words: Schiff base compound;

flurescence property;

IR Spectrum

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