新型香豆素化合物的合成及光学性能研究

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香豆素及其衍生物是一类重要的有机杂环化合物,在许多天然和合成药物分子中均含有类似结构且具有多种生物活性。香豆素及其衍生物作为一类分子内共轭的电子转移化合物,具有优良的荧光量子效率、大的Stokes位移以及高摩尔吸光系数,广泛地应用于太阳能聚集器的彩色荧光树脂、塑料着色、光敏材料、彩色荧光涂料、感光材料、光盘记录材料等高新技术领域。本论文设计合成了两类以香豆素为母体的新型化合物,并测试了其紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱。主要研究内容和成果如下:1、以水杨醛/4-二乙氨基水杨醛、氰基乙酸乙酯、3-氨基-4-羟基苯甲酸为原料,一锅法合成2-(2-羰基-2H-1-苯并吡喃-3-基)苯并噁唑-5-羧酸/2-(7-二乙氨基-2-羰基-2H-1-苯并吡喃-3-基)苯并噁唑-5-羧酸,再经酰氯化和N-酰化等反应合成了16个香豆素酰胺类化合物,收率为41%~64%。并对最后一步N-酰化反应进行了条件优化,确定了反应最优条件:以二氯甲烷为溶剂,1当量化合物Ⅱ、1.1当量取代苯胺和1.1当量Na2CO3,室温下反应12小时。2、以对羟基苯乙酮为起始原料,经硝化、还原先合成3-氨基-4-羟基苯乙酮;然后与4-二乙氨基水杨醛、氰基乙酸乙酯一锅法合成3-(5-乙酰基-苯并噁唑-2-基)-7-二乙氨基-2H-苯并吡喃-2-酮;再与取代苯甲醛进行缩合反应合成了4个香豆素查尔酮类化合物,收率为50%~62%。并对最后一步缩合反应进行了条件优化,确定了反应最优条件:以甲醇为溶剂,1.1当量化合物Ⅲ、1当量取代苯甲醛和0.5 ml 10%Na OH,室温下反应12小时。3、测定了所有化合物的紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱,其结果表明:1a-1h的最大吸收波长λabs在345~360 nm,2a-2h和3a-3d的最大吸收波长在440~450 nm;1a-1h的最大发射波长λem约为440 nm,2a-2h和3a-3d的最大发射波长λem约为490nm;Stokes位移约为90 nm。其紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱在不同溶剂中变化不大。化合物末端带有吸电子基团时,其最大吸收波长和最大发射有少许红移并且具有更大的摩尔吸光系数;所有化合物的摩尔吸光系数均达到了105 M-1·cm-1的数量级,是一类良好的荧光材料。
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