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1. 研究目的与意义(文献综述)
1.1选题的目的及意义:
自1865年凯库勒首次提出了苯的环状六电子芳香结构以来,多环芳烃(pah)化学领域在化学界就引起了巨大的反响。pahs非凡的材料性质和在纳米技术领域的应用前景更是使众多化学家对其产生兴趣。[n,n]环对苯撑(cycloparaphenylenes,cpps)是由n多个苯环对位首尾相连的一类环状分子,它在结构上可以看作是[n,n]扶手椅cnt的最短横截面,它是一种新型pahs、朝向均匀的扶手椅状碳纳米管。由于[n] cpps及其衍生物的独特几何特征,固态堆积和光电性质使众多合成化学家对其感兴趣。
自从[n] cpps问世以来,由于其弯曲的共轭体系结构,所以表现出与众不同的光物理性质【1】【2】。如图2所示是[5]-[12]cpp的物理性质摘要。cpps的紫外-可见吸收光谱表现出对称的峰型(如图2),其最大吸收波长一般出现在340nm左右(如图1),且[5]-[12]cpp的吸光度相同。对于开环的对苯撑结构,共轭体系是随着苯环数目的增加而增大,电子跃迁的能极差随着苯环数目的增加而缩小,所以在光谱上表现为红移。但是cpps却刚好与之相反,随着苯环数目的增加,cpps的最大吸收峰和荧光发射峰的位置都发生蓝移。初步的计算研究表明,cpp的homo-lumo间隙随着尺寸的减小而变窄,这与线性环对苯撑的预期正好相反【3】。
2. 研究的基本内容与方案
2.1主要研究内容:
(1)cpp历史背景,从合成设想的产生到第一次有化学家合成出来,再到[n]cpps未来的发展趋势,在何种领域可以得到应用。
(2)[5]-[18]cpp的三种合成方法,包括了①基于环己二烯单元的合成方法,②基于环己烷单元的合成方法,③铂配合物的模板法
3. 研究计划与安排
第1-2周:查阅相关文献资料,确定研究方案,完成开题报告。
第3-5周:确定三种不同的[n]cpps合成方法。
第5-12周:研究[n]cpps的后合成修饰。
4. 参考文献(12篇以上)
【1】jasti,r.;bertozzi,c.r.progress and challenges for the bottom—up synthesis of carbon nanotubes with discrete chirality.chem.phys.lett.,2010,494,1-7.
【2】segawa,y.;fukazawa,a.;matsuura,s.;omachi,h.;yamaguchi,s.;irle,s.;itami,k. combined experimental and theoretical studies on the photophysical properties of cycloparaphenylenes.org.biomol chem.,2012,10,5979—5984.
【3】 golder mr, jasti r. syntheses of the smallest carbon nanohoops and the emergence of unique physical phenomena. acc chem res 2015,48,557–566.
