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对卤代烷显示变色的大环共晶结构P5-PDI研究
发布时间:2021-06-29     作者:axc   分享到:

有机共晶体是一种含有两种或两种以上组分的单晶材料,在过去的十年中受到了广泛的关注。构建模块通过分子间非共价相互作用组装,如电荷转移(CT)相互作用、Π-Π相互作用、氢键和卤素键,提供了一种策略来制造新型多功能材料,而不需要复杂的有机合成。**,有机功能共晶体已广泛应用于光电材料、刺激响应材料和制药工业领域。

这里,我们介绍了微晶纤维素可视为大环容器的适应性共晶体。通常,大环的有机晶体材料是单组分的。与普通的有机共晶体相比,大环的引入将使所得材料具有更的吸附能力。

电荷转移相互作用是共晶体工程中驱动力之一。在该体系中,由于其富含p-电子的壁,全乙基化柱[5]芳烃(P5)的大环容器被用作供体(Scheme 1)。我们选择N,N’-双(正丁基)均苯四甲酸二亚胺(PDI)作为受体,因为它是一种流行的缺电芳香族二亚胺。在四氢呋喃(THF)中直接共结晶得到的P5-PDI微晶纤维素由于P5和PDI之间的螺旋ct相互作用而呈现红色。有趣的是,通过真空加热除去溶剂分子导致CT相互作用的破坏和白色共晶体材料的形成(P5PDIa)。P5-PDIa对卤代烷的挥发性有机化合物(VOCs)显示出选择性的显色特性,伴随着由蒸汽引起的从白色到红色或橙色的颜色变化以及晶相结构转变。

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图1(a)的生物学结构特征 P5和PDI的共晶组成部分(b) 卤代烷碳原子和c) 某个筛选的易挥发性有机质物有机质类化合物。P5-PDI共多氯化钠硫化锌可能方便简洁地在10克人数上配制,只需在恒温下迟滞蒸馏P5和PDI的THF供大于求液体(1∶1摩尔比)。进而在四天内享有P5-PDI的鲜红色小块共多氯化钠硫化锌。漫反射性光谱分折表达出现了CT分手后复合材料体。x光多氯化钠硫化锌学分折表达P5PDI在单斜晶系C2/c中晶粒。在P5和PDI的1:1表面CT分手后复合材料物中(Fig. 1 a),来源于质心-质心的距离为3.54埃和3.43埃的行跨距这表达两位设备互相有更强的电流量互传感器相护能力。

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图2 a) P5-PDI的单晶硅型式。破折号表示π⋅⋅⋅π 交流[Å] 和C−H⋅⋅⋅O氢键[Å]. (二) P5-PDI的堆砌形式 。(三) P5-PDI和P5-PDI的图片文字α. (d) P5-PDI和P5-PDI的PXRD图谱α. 表层:P5-PDI;中间商:模拟训练P5-PDI;底:P5-PDIα.以来,我是为了拿到无有机容剂离心分离和水蒸气发黑涂料,将P5-PDI共多尖晶石破粹成咖啡豆,并可以凭借在75℃真空泵微波加热12天来产甲烷。在漫折射光谱仪中并也没有看见比较明显的CT挥发带(Fig. 2b)。等等观测彰显,出掉有机容剂原子后,P5和PDI中间的原子间CT之间功能被摧毁。什么值得主要的是,P5-PDI产甲烷共多尖晶石的咖啡豆X电子束衍射(PXRD)图与原有P5-PDI的科学试验和模拟系统图已经区别(Fig. 1d),彰显在产甲烷整个过程中产生了半个种新的不同多尖晶石多晶型物(P5-PDIa)。还可以凭借由N2离心分离-解吸等温线科学试验知道其BET表面上积至关小(0.93 m2·g-1),表明该 P5-PDIa共多尖晶石是无孔的。除此之下,P5-PDIa的热重解析(TGA)在250℃之下并也没有彰显任意体积损失率,彰显其高增强性。

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图2 P5-PDI照片儿α 展现于不同卤代烷过热蒸汽加热后。(二) P5-PDI的漫全反射光谱分析α 吸收率卤代烷过热蒸汽加热左右侧。(三) P5-PDI的PXRD谱图α 在(I)猎取(II)CHCl3、(III)CH3I、(IV)CH2Cl2、(V)CH2Br2、(VI)BrCH2CH3、(VII)ICH2CH3、(VIII)ClCH2CH2Cl和(IX)BrCH2CH2Br在之前和以后。随后着,编辑研发了P5-PDIa对卤代烷的化掉习惯。犹豫卤代烷在医药化工和药剂学产业中多方面用来溶液或反响物,溶解和检查在测量卤代烷对坏境和人间健康生活有着为重要必要性。有趣的英文的是,将P5-PDIato暴晒在所有卤代烷(尤其要是有着1个或两根碳的卤代烷烃)空气压缩中会导致从纯白色到鲜紫色或黄色的清析本色改变(Fig. 2a)。他们有色板块固定物体确认固定太阳光的紫外线-见到漫散射光谱仪展开在测量,在455-500nm范围内内显现清析的溶解率(Fig. 2b)。与此同时,P5-PDIa的化掉反响有着特女性朋友选用性。当P5-PDIa在常温下暴晒于各种常見的甲醛释放性巧妙无机化合物空气压缩(如甲醇、酒精、二甲苯、环己烷、环己烷、苯、甲苯、邻二甲苯、乙苯和苯酚)时,是没有观查到本色改变。想必需要注意的是,即便正己烷不可能诱发CT共结晶的变成,但它需要被P5-PDIa溶解。

为了理解蒸汽诱导颜色变化的机理,作者试图获得P5、PDI和相应卤代烷的单晶结构,并成功地确定了七种结构(Fig. 3a-g)。此外,这些晶体中广泛存在弱的C-H…O/O…H键,进一步稳定了共晶体。简而言之,卤代烷通过氢键作为PDI分子的连接体,有助于形成具有良好稳定性的共晶体。

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图3 a)的单晶体体设计和PXRD图 CHCl3@P5-PDI,b) CH3I@P5-PDI,c) BrCH2CH3@P5-PDI,d) ICH2CH3@P5-PDI,e) CH2Cl2@P5-PDI,f) CH2Br2@P5-PDI 和g) BrCH2CH2Br@P5-PDI.17 而对于PXRD图型商标,顶上会从单晶体体设计模拟机的,底端是P5-PDI的实验设计图型商标α 吸附性对应的卤代烷水蒸气。在吸咐卤代烷烃水汽后,笔者探究到P5-PDIa很明显差异的PXRD模试(Fig. 2c),断定了吸咐重置了晶状体到晶状体的转移。某些试验PXRD模试与相对单氯化钠晶体成分类型的模以模试相对同步(Fig. 3),是因为P5-PDIa转移为Fig.3a-g如下图所示的CT共晶状体成分类型。在根据微波加热删去吸咐的卤代烷此后,该成分类型回到最初P5-PDIa的初始的情形的情形。亦是的,虽说没探究到彩色转变,PXRD了解展现,正己烷的含量介导了从P5-PDIa到新成分类型的固态硬盘安装还原成。


综上所述,我们设计并构建了基于富电子P5大环和缺电子PDI的新型大环共晶结构P5-PDI,它显示出对卤代烷蒸气而非其他常见挥发性有机化合物的可区分的蒸气变色响应。单晶分析和PXRD曲线表明蒸气致变色的机制来自于蒸气诱导的固态结构变化,其中卤代烷烃和PDIs之间的碳-氢氧/氧氢键在向共晶体的转变中起着重要作用。微晶纤维素兼具大环晶体材料和有机共晶体的特点和优势。大环/主客体化学和共晶体工程的这种结合为光电器件和吸附/分离材料提供了广泛的机会。

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