新型水溶性熒光材料的合成

1、新型水溶性熒光材料的合成摘要：本文主要針對(duì)市場(chǎng)上的熒光化合物合成步驟的復(fù)雜性，進(jìn)行了對(duì)一種新型的熒光有機(jī)化合物的合成設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)分析，使其即能擁有熒光現(xiàn)象，又能簡(jiǎn)化合成步驟，能夠達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn)的目的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，這種新合成的有機(jī)化合物具有熒光，也同時(shí)達(dá)到了實(shí)驗(yàn)預(yù)期的目的，簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)步驟，在控制好各種反應(yīng)條件的情況下，能夠進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。關(guān)鍵詞：熒光材料 有機(jī)合成 波譜分析 Abstract: This text formate the complexity of the step to the fluorescence chemical compound on the market mainl

2、y, have gone on to synthetic design and experimental analysis of a kind of new-type fluorescence organic compound, make it can have fluorescence phenomenon ,and simplify the step of formation, can achieve the purpose produced in industrialization. The experimental result showing this kind of organic

3、 compound formation newly has fluorescence, achieved the anticipated purpose of the experiment at the same time too, simplified the experiment step, in case of controlling various kinds of response conditions well, can produce industrialization .Keywords: fluorescence material organic synthesis spec

4、trum Analysis前言自二十世紀(jì)初以來(lái)，有機(jī)熒光材料廣泛用于紡織、塑料著色及印刷顏料。1963年，美Pope等人以電解質(zhì)溶液為電極，在熒光材料蒽單晶的兩側(cè)加400v直流電壓時(shí)，觀察到了蔥的藍(lán)色電致發(fā)光，拉開(kāi)了以有機(jī)熒光材料獲得電致發(fā)光的序幕。隨后人們又利用熒光材料探測(cè)各種不同體系的狀態(tài)及其變化，如研究膠束、囊泡、微乳膠等特殊環(huán)境的性質(zhì)、行為及其形成過(guò)程。近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的熒光化學(xué)敏感器(fluorescence che mical sensor)和分子信號(hào)系統(tǒng)(molecular signaling system )更是使熒光探針的方法和應(yīng)用有了很大程度的提高和擴(kuò)充，它在藥物學(xué)、生理學(xué)、

5、環(huán)境科學(xué)、信息科學(xué)方面都有廣闊的應(yīng)用前景。在導(dǎo)彈預(yù)警上，采用有機(jī)熒光材料涂層的UVCCD(UVChargeCoupled Dvices)探測(cè)器不僅具有全方位、全天候的預(yù)警作用，并且具有易于制作大面積的圖像傳感器的特點(diǎn)。同時(shí)具有材料改良容易，制作工藝簡(jiǎn)單，成本低廉等優(yōu)點(diǎn)而引起了人們的極大關(guān)注。目前有機(jī)熒光材料的研究異?；钴S，集中表現(xiàn)在“材料工藝器件集成”的協(xié)同發(fā)展。隨著社會(huì)的進(jìn)步及科學(xué)的發(fā)展，人們對(duì)有機(jī)熒光材料，特別是有機(jī)熒光化合物的研究越來(lái)越深入和廣泛。目前研究較多的熒光材料母體化合物可分為以下幾種類型:芳基乙烯和芳基乙炔化合物;帶有環(huán)外cN基團(tuán)的化合物，如:甲亞胺等;五元和六元雜環(huán)化合物;羰

6、基化合物;萘二甲酸衍生物;稠環(huán)芳烴及其衍生物。稠環(huán)芳烴一般具有較強(qiáng)的熒光，當(dāng)環(huán)的數(shù)目較少時(shí)，例如:苯和萘，最大熒光波長(zhǎng)出現(xiàn)在紫外區(qū);隨著芳環(huán)的增加，它們的最大熒光波長(zhǎng)可以進(jìn)入可見(jiàn)區(qū)，如蒽能發(fā)出藍(lán)色熒光，而并四苯則發(fā)出綠色熒光。若芳環(huán)的數(shù)目進(jìn)一步增加，它們的熒光光譜就進(jìn)入紅外區(qū)。然而，稠環(huán)芳烴的熒光量子產(chǎn)率則隨著芳環(huán)數(shù)目的增加而逐漸降低。1. 熒光產(chǎn)生的條件熒光是物質(zhì)從激發(fā)態(tài)失活到多重性相同的低能狀態(tài)時(shí)所釋放的輻射?；衔锬軌虍a(chǎn)生熒光的最基本的條件是它發(fā)生多重性不變的躍遷時(shí)所吸收的能量小于斷裂最弱的化學(xué)鍵所需要的能量。其次，在化合物的結(jié)構(gòu)中必須有熒光基團(tuán)如CO、NO、NN、CN、CS等。當(dāng)這些基

7、團(tuán)是分子的共扼體系的部分時(shí)，則該化合物可能產(chǎn)生熒光。 2熒光材料按材料結(jié)構(gòu)可大致劃分為以下三類:(a)具有剛性結(jié)構(gòu)的芳香稠環(huán)化合物:(b)具有共軛結(jié)構(gòu)的分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移化合物;(C)某些金屬有機(jī)配合物。其中(b)類是目前研究得最為廣泛和活躍的一類。(b)類具有較好的輻射衰變能力。這是因?yàn)?b)類材料當(dāng)其吸收光被激發(fā)而處于激發(fā)態(tài)時(shí)，分子內(nèi)原有的電荷密度分布發(fā)生了變化，發(fā)生了分子內(nèi)光誘導(dǎo)電荷轉(zhuǎn)移，引起分子激化，使其電荷密度分布主要集中于分子的兩端，從而不容易發(fā)生光異構(gòu)化反應(yīng)。2.1 芳香稠環(huán)化合物 芳香稠環(huán)化合物具有較大的共扼體系，較大的平面及剛性結(jié)構(gòu)，因此它是一類重要的有機(jī)熒光分子。而其中較為主要

8、的是類化合物和暈苯類化合物。2.2 分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移化合物具有共扼結(jié)構(gòu)的分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移化合物是目前研究得最為廣泛和活躍的一類。它是一類具有很好輻射衰變能力的發(fā)光化合物。這種熒光類型的化合物主要分為：2.2.1 茂類化合物茂類化合物茂類化合物具有共扼結(jié)構(gòu)，它不像分子內(nèi)兩個(gè)苯基間僅存在微小相互擾動(dòng)的1，2一二苯基乙烷衍生物那樣，在光照時(shí)發(fā)生的僅是分子內(nèi)的局部激發(fā)，進(jìn)而產(chǎn)生了分子內(nèi)基團(tuán)間的電子轉(zhuǎn)移導(dǎo)致熒光碎滅。而相反的，它在光照時(shí)發(fā)生的是分子整體的激發(fā)，進(jìn)而引起分子內(nèi)的電荷轉(zhuǎn)移，發(fā)出熒光或通過(guò)雙鍵的變化形成另一物質(zhì)。類化合物是用于熒光增白劑中數(shù)量最多的熒光材料，同時(shí)也被應(yīng)用于太陽(yáng)能收集領(lǐng)域及染料著色領(lǐng)

9、域。2.2.2 豆素衍生物 香豆素衍生物香豆素衍生物熒光材料在品種和數(shù)量上僅次于茂類化合物。它用作如激光染料，熒光染料，太陽(yáng)能收集材料等。從其分子結(jié)構(gòu)中可以看出，香豆素衍生物是由肉桂酸內(nèi)酷化而成，即通過(guò)內(nèi)酷化過(guò)程使肉桂酸酷雙鍵被阻止起來(lái)，從而使原來(lái)肉桂酸酷轉(zhuǎn)變?yōu)橄愣顾匮苌铩?.2.3 吡唑琳衍生物 吡唑琳衍生物是由苯蹤類化合物通過(guò)環(huán)化而得到的。因?yàn)榄h(huán)化導(dǎo)致苯蹤內(nèi)雙鍵的受阻從而使這類化合物表現(xiàn)出強(qiáng)的熒光發(fā)射。這類化合物由于在溶液中可以吸收300一400nm的紫外光，發(fā)出很強(qiáng)的藍(lán)色熒光，從而被廣泛用于熒光增白劑。另外，由于這類化合物分子中具有給電性的氮原子可以參與共軛，具有一定的光電子特性而被作

10、為復(fù)印材料中的空穴傳輸材料等領(lǐng)域。2.2.4 1，8一萘酰亞胺衍生物 這類熒光材料色澤鮮艷，熒光強(qiáng)烈，已被廣泛用于熒光染料和熒光增白劑、金屬熒光探傷、太陽(yáng)能收集器、液晶顯色、激光以及有機(jī)光導(dǎo)材料之中。2.2.4 醌衍生物 蒽醌(或蒽酮)類熒光分子是以蒽醌(或蒽酮)為中間體制得的。它們一般分子量大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，具有良好的耐光、耐溶劑性能，穩(wěn)定性較好。上圖前者是一種天然色素，具有艷麗的藍(lán)光紅色，后者則呈現(xiàn)紅光黃色，它們均可作為日光熒光染料。2.3 金屬配合物許多配體分子在自由狀態(tài)下不發(fā)光或發(fā)光很弱，形成配合物后轉(zhuǎn)變成強(qiáng)發(fā)光物質(zhì)： 其中有兩種情況，其一為形成配合物后，配體的結(jié)構(gòu)變得更為剛性，從而大大減

11、少了無(wú)輻射躍遷幾率而使得輻射躍遷幾率得以顯著提高。還有一類配合物發(fā)光機(jī)理是源于金屬離子隔斷了配體分子中的光致電子轉(zhuǎn)移而增強(qiáng)了熒光輻射躍遷。第一章、具有熒光性的芳烴衍生物的合成1實(shí)驗(yàn)材料與儀器1.1、實(shí)驗(yàn)藥品、試劑鄰苯二酚、乙醛酸、濃鹽酸，氫氧化鉀固體、乙醇、蒸餾水、乙酸 所有化學(xué)試劑均為分析純。1.2、所用儀器： Nicolet. 5DXFT 2紅外光譜儀 PerkiH BIner 970CRT型熒光光譜儀Varian XL-300MHz核磁共振儀南京大學(xué)配位化學(xué)研究的EM-360型電噴霧質(zhì)譜儀本論文中產(chǎn)品分析的，產(chǎn)品表征的電噴霧質(zhì)譜的結(jié)果是委托南京大學(xué)配位化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成的。1.3、電

12、噴霧質(zhì)譜電噴霧質(zhì)譜(Electrospray Ionization Mass Spectrometry,ESI-MS)是新近發(fā)展起來(lái)的一種新的質(zhì)譜分析技術(shù)。主要應(yīng)用于生物大分子，如蛋白質(zhì)，多肽，核酸，碳水化合物，糖蛋白，藥物代謝及其它生物活性物質(zhì)的檢測(cè)分析.由于電噴霧質(zhì)譜分析過(guò)程中，對(duì)被分析物分子離子化提供的激發(fā)能量較低，不足以破壞分子內(nèi)化學(xué)鍵，將分子打成碎片，因此對(duì)多數(shù)物種來(lái)說(shuō)，無(wú)論分子大小，電噴霧質(zhì)譜通常只給出分子離子峰，幾乎沒(méi)有碎片離子峰。因此利用電噴霧質(zhì)譜分析結(jié)果可以直接對(duì)產(chǎn)物單獨(dú)進(jìn)行表征。2、實(shí)驗(yàn)合成設(shè)計(jì)： 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簯?yīng)對(duì)于當(dāng)前市場(chǎng)上一般應(yīng)用的水溶性熒光材料合成步驟的復(fù)雜性以及對(duì)合成

13、本的高要求性，特設(shè)計(jì)新型水溶性熒光材料，簡(jiǎn)化合成步驟，壓縮合成成本，使熒光材料產(chǎn)品能有更大的市場(chǎng)效益。實(shí)驗(yàn)原理：熒光是物質(zhì)從激發(fā)態(tài)失活到多重性相同的低能狀態(tài)時(shí)所釋放的輻射?；衔锬軌虍a(chǎn)生熒光的最基本的條件是它發(fā)生多重性不變的躍遷時(shí)所吸收的能量小于斷裂最弱的化學(xué)鍵所需要的能量。其次，在化合物的結(jié)構(gòu)中必須有熒光基團(tuán)如CO、NO、NN、CN、CS等。當(dāng)這些基團(tuán)是分子的共扼體系的部分時(shí)，則該化合物可能產(chǎn)生熒光。實(shí)驗(yàn)方案：通過(guò)有機(jī)合成方法，合成設(shè)計(jì)得到的目的產(chǎn)物，并應(yīng)用紅外光譜，核磁共振以及熒光光譜來(lái)確定實(shí)驗(yàn)發(fā)展的方向、中間體以及最終產(chǎn)物是否存在和產(chǎn)率。測(cè)定產(chǎn)物的熒光現(xiàn)象。 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)基本路線：以鄰苯二酚

14、 和乙醛酸 HOCCOOH為原料，預(yù)計(jì)合成中間體，將中間體溶于乙醇，并加入乙酸中，緩慢滴加KOH乙醇溶液，將產(chǎn)生，產(chǎn)物將有較強(qiáng)的熒光。 3、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)基本步驟：第一步： 在圓底燒瓶中加入24g鄰苯二酚和24g/mol，50%的HOCCOOH，并加入30ml H2O 、5ml 37%的HCl 開(kāi)始加熱后，在等待料液中有最大量的固體析出時(shí)，停止反應(yīng) 第二步： 將第一步中的產(chǎn)物溶于乙醇溶液,再加入乙酸中,倒到圓底燒瓶中,同時(shí)開(kāi)啟磁力攪拌和回流水并加熱.加入摩爾比為1：2的KOH乙醇溶液， 盡量使反應(yīng)進(jìn)行。在得到產(chǎn)物后，加入水中觀看其熒光形象并進(jìn)行熒光光譜分析實(shí)驗(yàn)方法：在實(shí)驗(yàn)基本原理和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)基本步驟的

15、基礎(chǔ)上，對(duì)以上實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行修改、校正，使實(shí)驗(yàn)向著有利于產(chǎn)物的最大產(chǎn)生的方向發(fā)展，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，有較高的產(chǎn)率和較強(qiáng)的熒光現(xiàn)象，并符合工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)的要求。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：步驟一 實(shí)驗(yàn)方法：在圓底燒瓶中加入24g鄰苯二酚和24g/mol，50%的HOCCOOH，并加入30ml H2O 、5ml 37%的HCl 開(kāi)始加熱并用磁力攪拌器攪拌。在15分鐘后開(kāi)始有固體析出的現(xiàn)象，料液溫度升到110 OC。30分鐘后反應(yīng)溶液開(kāi)始變得渾濁，析出大量固體顆粒。過(guò)濾，濾液繼續(xù)加熱回流。20分鐘后又有大量固體析出，使反應(yīng)溫度自然下降，過(guò)濾，干燥，稱重的產(chǎn)物的質(zhì)量38.589g，合產(chǎn)率為66.35%。 進(jìn)行條件

16、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)，分別測(cè)試鄰苯二酚、水、鹽酸、乙醛酸水溶液和溫度以及反應(yīng)時(shí)間對(duì)反應(yīng)結(jié)果的影響。1、 水的量對(duì)反應(yīng)結(jié)果的影響由于水在這里是作為鄰苯二酚的溶劑使用的，其量的多少對(duì)實(shí)驗(yàn)本身的結(jié)果并無(wú)多大影響。所以在實(shí)驗(yàn)中，從上圖可以知道，水量多少的改變對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響是極小的，只要水的量足夠溶解反應(yīng)物就可以了。而水量過(guò)多反而使反應(yīng)料液濃度下降，對(duì)反應(yīng)的速率有一定影響，再者，水過(guò)多。使得工程放大時(shí)，設(shè)備利用率低，同時(shí)能量消耗大，所以選擇40ml水為宜。2、 酸對(duì)反應(yīng)結(jié)果的影響這里鹽酸做為一種催化劑的使用，本身并不參與反應(yīng)，所以，鹽酸的量的多少對(duì)反應(yīng)結(jié)果的變化的影響是不大的。但是在這里的話，從上圖可以知道，

17、當(dāng)作為催化劑的鹽酸不存在的時(shí)候，反應(yīng)是不進(jìn)行的，這可能是因?yàn)闆](méi)有鹽酸時(shí)，羰基的親電性不足的緣故。而當(dāng)鹽酸的量過(guò)多的時(shí)候，又會(huì)增加企業(yè)運(yùn)行成本，所以其是否存在對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響是比較大的，而其用量的多少對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程產(chǎn)生影響會(huì)比較小。所以加入5ml為宜。3、 溫度對(duì)反應(yīng)結(jié)果的影響由于溫度是對(duì)有機(jī)合成反應(yīng)中一個(gè)重要的影響因素，在任何有機(jī)合成反應(yīng)中，溫度的作用總是至關(guān)重要的，這里也不例外。從以上對(duì)溫度控制的反應(yīng)中可以看出，當(dāng)溫度低于80oC時(shí)，其反應(yīng)一般不發(fā)生，無(wú)產(chǎn)物產(chǎn)生。而當(dāng)反應(yīng)溫度高于130oC時(shí)（溫度再高上不去了），其產(chǎn)生的產(chǎn)物已經(jīng)不是所需要的產(chǎn)物，而當(dāng)溫度為110oC時(shí)，產(chǎn)物的產(chǎn)量是最大的。4、

18、鄰苯二酚量和50%的乙醛酸水溶液對(duì)反應(yīng)結(jié)果的影響作為反應(yīng)物，其所用量的比例的改變直接影響產(chǎn)物的收率，所以要調(diào)整其比例，使反應(yīng)產(chǎn)物的產(chǎn)率達(dá)到最大的水平。 在改變鄰苯二酚量的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)定50%的乙醛酸水溶液為12.5mL，圖中可以看出，通過(guò)計(jì)算可以得到，在鄰苯二酚量和50%的乙醛酸水溶液的摩爾比為2.5：1之后，其產(chǎn)率并沒(méi)有隨鄰苯二酚的改變而產(chǎn)生很大的波動(dòng)。而在鄰苯二酚量和50%的乙醛酸水溶液的摩爾比為2.5：1之前，其產(chǎn)物的產(chǎn)率鄰苯二酚量的改變而成正比關(guān)系，隨鄰苯二酚量的減少而下降。5反應(yīng)時(shí)間的影響反應(yīng)時(shí)間也是一個(gè)很重要的反應(yīng)因素，在對(duì)一個(gè)反應(yīng)來(lái)說(shuō)反應(yīng)時(shí)間是一定的，而當(dāng)其達(dá)到這個(gè)值以后，反應(yīng)就可

19、以停止了。所以在工業(yè)生產(chǎn)，我們要考慮到反應(yīng)進(jìn)行程度的同時(shí)，還要考慮到進(jìn)行反應(yīng)所需要的能源的比例，只有在兩者都達(dá)到最佳比例，體現(xiàn)最大效益的時(shí)候，這樣就不會(huì)造成資源浪費(fèi)了。 在圖中可以看出，當(dāng)在反應(yīng)時(shí)間達(dá)到一個(gè)半小時(shí)后，起反應(yīng)物的反應(yīng)率就達(dá)到了較高值，而再往上升就需要很長(zhǎng)的時(shí)間了，而在其反應(yīng)時(shí)間拉到更長(zhǎng)的時(shí)間以后，產(chǎn)率的變化就趨向平衡，再在后來(lái)的產(chǎn)物產(chǎn)率會(huì)有所下降，這個(gè)可以認(rèn)為是產(chǎn)物被氧化的結(jié)果。反應(yīng)結(jié)果分析：該反應(yīng)反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)時(shí)間短，反應(yīng)原料便宜，易得，具備工業(yè)放大的基本條件。但該反應(yīng)收率低，污水量大，這是需要以后再繼續(xù)研究的地方。步驟二：實(shí)驗(yàn)方法將第一步中的產(chǎn)物溶于乙醇中配置成溶液，乙醇

20、為溶劑，倒到有1：2的KOH乙醇溶液的圓底燒瓶中,燒瓶中溶液馬上變成紫色，再變?yōu)榧t色，同時(shí)開(kāi)啟磁力攪拌和回流并加熱。一小時(shí)后溶液的顏色開(kāi)始向黃色轉(zhuǎn)變。二小時(shí)后停止反應(yīng)。減壓蒸掉乙醇得到固體。收率72.33%。反應(yīng)產(chǎn)物加入水中，變?yōu)榫G色溶液，在黑暗中可以發(fā)現(xiàn)其有綠色熒光現(xiàn)象。進(jìn)行條件優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，分析KOH，乙醇、和溫度對(duì)反應(yīng)的影響。1、 體系的選擇選擇不同的醇類作反應(yīng)體系，可以發(fā)現(xiàn)，分子量小的甲醇太易揮發(fā)，反應(yīng)溫度低，反應(yīng)難以進(jìn)行，并且毒性大。而選擇分子量大的醇類，反應(yīng)完畢減壓蒸餾耗費(fèi)能源多，同時(shí)價(jià)格較高，所以，乙醇是較合適的反應(yīng)體系。2、 乙醇量的選擇在選擇乙醇量時(shí)，發(fā)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)中，乙醇的量對(duì)實(shí)驗(yàn)

21、結(jié)果有比較明顯的影響，乙醇的量較少，反應(yīng)收率低，如果乙醇的量較多的話，又會(huì)使得反應(yīng)速率下降，同時(shí)企業(yè)運(yùn)行成本增加，所以選擇物料濃度為60%為宜。3、 KOH乙醇溶液量的影響在考察KOH的量對(duì)收率的影響時(shí)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)KOH的量較少的話，使得反應(yīng)不充分，反應(yīng)收率下降，當(dāng)KOH的量較多的話，又會(huì)增加企業(yè)運(yùn)行成本。所以選擇KOH與第一步產(chǎn)物的物料比為1:2時(shí)收率最佳。4、反應(yīng)溫度的影響在實(shí)驗(yàn)中，考察了溫度對(duì)反應(yīng)結(jié)果的影響。其中發(fā)現(xiàn)當(dāng)溫度改變的時(shí)候，對(duì)反應(yīng)有較大的影響，當(dāng)溫度較低時(shí)，反應(yīng)速度太慢，使得設(shè)備運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，成本較高，溫度太高的話，反應(yīng)速度快，但又有副反應(yīng)發(fā)生，使得收率下降。第二章、反應(yīng)產(chǎn)物分析：1

22、、理論反應(yīng)原理分析：1.1、從反應(yīng)物鄰苯二酚和乙醛酸制備中間產(chǎn)物C14H10O5的反應(yīng)原理在反應(yīng)中，因?yàn)樵谌芤褐?，鄰苯二酚分子羥基對(duì)苯環(huán)的吸電子的影響，使苯環(huán)的化學(xué)性質(zhì)變得活波，而羥基同時(shí)是使鄰、對(duì)位基團(tuán)，鄰位的影響比對(duì)位的影響大，但是在兩個(gè)相間的羥基中間的碳，由于其周圍的相連碳原子上都是羥基，所以其空間位阻很大，進(jìn)行反應(yīng)比較難；而在每個(gè)羥基的另一個(gè)相連的碳原子上，其也是另一個(gè)羥基的對(duì)位，這個(gè)碳原子的化學(xué)性質(zhì)也比較活波，而同時(shí)其空間位阻較小，易于反應(yīng)，所以這個(gè)碳原子是苯環(huán)上化學(xué)性質(zhì)最活波最容易發(fā)生反應(yīng)的碳原子。所以在溶液中，乙醛酸上的醛基首先和一個(gè)鄰苯二酚上這個(gè)碳原子縮合，形成新的分子，乙醛酸

23、上的醛基的雙鍵打開(kāi)，變成羥基，形成分子。接著在溶液中， 分子內(nèi)的羧基和分子內(nèi)鄰位上的羥基進(jìn)行縮合，發(fā)生分子內(nèi)縮合反應(yīng)，形成分子：。由于剛形成的酯上羰基的氧受到周圍兩個(gè)氧原子的影響而變得活波，接著對(duì)另外一個(gè)鄰苯二酚分子上的活波碳原子進(jìn)攻，和這個(gè)分子上的氫反應(yīng)，形成分子。然后，在高溫的作用下，相連碳原子上的羥基脫去變成，最后變成為1.2、從中間體化合物C14H10O5到具有熒光現(xiàn)象的反應(yīng)產(chǎn)物的反應(yīng)原理：通過(guò)對(duì)中間體化合物C14H10O5的結(jié)構(gòu)分析，可以得出有機(jī)熒光產(chǎn)物C14H8O5的結(jié)構(gòu)為。這是因?yàn)樵谥虚g體化合物C14H10O5氧化形成共軛結(jié)構(gòu)的時(shí)候，2號(hào)苯環(huán)上的羥基和1號(hào)苯環(huán)上的羥基都有可能在這

24、個(gè)時(shí)候被氧化，但是，之所以形成的產(chǎn)物表現(xiàn)出來(lái)的是1號(hào)苯環(huán)上的羥基比2號(hào)苯環(huán)上的羥基更容易氧化，是因?yàn)樵谛纬啥哐趸蟮孽谋容^中可以得知：2號(hào)苯環(huán)上的羥基在氧化后，形成醌的同時(shí)，結(jié)構(gòu)中的碳碳雙鍵是無(wú)法與C=O相成共軛結(jié)構(gòu)的；而在1號(hào)苯環(huán)上的羥基在氧化后，同時(shí)使6號(hào)與7號(hào)位的碳發(fā)生反應(yīng)，形成雙鍵，這樣就可以同時(shí)跟C=O形成共軛。所以在中間體化合物C14H10O5氧化后，在所得到的有機(jī)熒光產(chǎn)物，其分子式為C14H8O5。2、譜圖分析：2.1、電噴霧質(zhì)譜圖分析由于電噴霧質(zhì)譜是一種能給出分子離子峰的譜圖，所以在所得的譜圖中可以知道：2.1.1 對(duì)中間體化合物的電噴霧質(zhì)譜圖的分析可以得出這種化合物的分子

25、離子峰為m/z：257，所以其分子量為258，因?yàn)榉磻?yīng)產(chǎn)物是從間甲基苯和乙醛酸的反應(yīng)得來(lái)的，而根據(jù)原來(lái)的實(shí)驗(yàn)要求，其中間體化合物的分子量也是258，所以分子量上是符合實(shí)驗(yàn)要求的。2.1.2 在對(duì)熒光化合產(chǎn)物的電噴霧質(zhì)譜圖的分析可以得出，這種化合物的分子離子峰為m/z：255，所以其分子量256，這個(gè)數(shù)據(jù)跟實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)的要求一樣，所以這個(gè)結(jié)果可以說(shuō)明所得的化合物和設(shè)計(jì)時(shí)的化合物很可能是相同的。 2.2、 紅外光譜分析：對(duì)中間體產(chǎn)物C14H10O5的紅外譜圖分析可以得知：在OH：3301.25處有一個(gè)峰，這個(gè)峰表明在化合物結(jié)構(gòu)中含有一個(gè)酚羥基；在這個(gè)峰的附近，有另外一個(gè)峰，為CH：31003000，

26、這個(gè)峰為苯環(huán)上氫的峰；在C=O：1758.32處一個(gè)峰，可以說(shuō)明這個(gè)分子是一個(gè)含有酮羰基的結(jié)構(gòu)；而在C=C：1608.29處有峰，可個(gè)峰說(shuō)明分子是一個(gè)可能含有碳碳雙鍵的結(jié)構(gòu)，這個(gè)碳碳雙鍵可能是芳烴中苯環(huán)的碳碳雙鍵，也可能是分子中含有的一般非苯環(huán)的碳碳雙鍵；而在CO：1224.13處有一個(gè)峰，說(shuō)明這個(gè)化合物中含有一個(gè)COC鍵的結(jié)構(gòu)。 2.3、 核磁共振分析：從后面的附圖核磁共振譜圖（1）C14H10O5核磁共振譜圖中可以看出，分別有H：4.8、H：6.2、H：6.55、H：6.75、H：6.95、H：9.25、H：9.4、H：9.65等八個(gè)地方有波峰，其中H：6.2、H：6.55、兩個(gè)地方分別表

27、示有兩個(gè)氫，說(shuō)明一個(gè)有十個(gè)氫。而其中的H：4.8表示CHO結(jié)構(gòu)；H：6.2、H：6.55、H：6.75、H：6.95、這六個(gè)氫表示的是羥基上的氫；H：9.25、H：9.4、H：9.65這三個(gè)氫表示的是苯環(huán)上的氫。在附圖核磁共振譜圖（2）表示的譜圖中，分別有H：6.48、H：6.39、H：7.47處有三個(gè)苯環(huán)上的氫原子，在2號(hào)苯環(huán)上；在H：7.06、H：6.62、H：6.6處有三個(gè)氫，這三個(gè)氫是表示在1號(hào)苯環(huán)上的氫；而在H：15.0和H：5.0的地方還有兩個(gè)氫，其中的H：15.0表示1號(hào)苯環(huán)上的氫，而H：5.0表示2號(hào)苯環(huán)上的氫。說(shuō)明這個(gè)化合物中一共有八個(gè)氫原子。2.4、熒光光譜分析：峰谷列表：

28、V表示谷，P表示峰 最大峰：（540.8nm，453.054）波長(zhǎng)（nm）INT 波長(zhǎng)（nm）INT 波長(zhǎng)（nm）INT 380.2nm0.0：V426.9nm154.615：P495.9nm0.0：V540.8nm453.054:P692.0nm6.807:P709.0nm3.884:V從以上的熒光光譜分析可得，最終產(chǎn)物在426.9nm和540.8nm兩個(gè)地方都有一個(gè)吸收峰，這個(gè)表示此化合物在兩個(gè)光波波段都能發(fā)出熒光。因?yàn)樵?26.9nm光波是顯綠光的，而在540.8nm處，光波是顯黃光的，且從上圖可以知道，黃光的強(qiáng)度比光綠強(qiáng)，總體呈現(xiàn)為黃綠光。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論與實(shí)際中觀察到的現(xiàn)象相符合，說(shuō)明

29、這個(gè)化合反應(yīng)產(chǎn)物是顯黃綠光的，光色偏黃。從熒光光譜中可以得到，這個(gè)化合物在一般自然的情況下，是有熒光現(xiàn)象，符合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的要求。3、結(jié)構(gòu)分析：3.1、中間體化合物C14H10O5的合成機(jī)構(gòu)分析：通過(guò)以上兩步的反應(yīng)以及通過(guò)對(duì)譜圖的分析，進(jìn)行了對(duì)中間體化合物C14H10O5結(jié)構(gòu)的分析，通過(guò)分析，可以得到以下幾個(gè)特性：3.1.1因?yàn)樵诨衔锛t外譜圖中，在酚羥基峰處，因?yàn)榉恿u基的峰比較清晰，無(wú)其它峰的干擾，可以說(shuō)明這個(gè)化合物中沒(méi)有CC。3.1.2 在中間體化學(xué)物中有較大的不飽和度而在化合物中又有一個(gè)酚羥基而無(wú)CC，可以說(shuō)明這個(gè)化合物有苯環(huán)，而根據(jù)其不飽和度可以知道中間體化合物中有兩個(gè)苯環(huán)，而在紅外譜圖中

30、含有苯環(huán)上氫的峰可以證明結(jié)構(gòu)中含有苯環(huán)。3.1.3、 在核磁共振譜圖中分析可以得到一共有10個(gè)化學(xué)環(huán)境各不相同的H原子。3.1.4、過(guò)對(duì)以上中間體化合物紅外光譜的分析，可以得到在化合物中還包括一個(gè)C=O和一個(gè)COC鍵。因?yàn)橐还仓挥?4個(gè)碳原子，而結(jié)構(gòu)中又沒(méi)有O=CO鍵，說(shuō)明COC鍵中有一個(gè)C原子是苯環(huán)的上的C原子。3.1.5、在剩下的結(jié)構(gòu)中，可以分析得到剩下的氧原子都是以酚羥基的形態(tài)存在的，一共有三個(gè)連在苯環(huán)上的酚羥基。通過(guò)以上對(duì)中間體化合物C14H10O5結(jié)構(gòu)的分析，可以得知在化合物結(jié)構(gòu)中一個(gè)有兩個(gè)苯環(huán)，一個(gè)C=O，一個(gè)COC，三個(gè)酚羥基，所以可以得出此中間體化合物的結(jié)構(gòu)式為： 符合預(yù)期的合

31、成設(shè)計(jì)，符合要求。3.2、 對(duì)有機(jī)熒光產(chǎn)物C14H8O5的合成結(jié)構(gòu)分析：有機(jī)熒光產(chǎn)物C14H8O5是通過(guò)中間體化合物C14H10O5在KOH乙醇溶液中氧化得到的產(chǎn)物，所以其在機(jī)構(gòu)上與中間體化合物C14H10O5是有相似的。而其能具備熒光現(xiàn)象的條件，又說(shuō)明這個(gè)化合物在結(jié)構(gòu)上是具有共軛結(jié)構(gòu)的。通過(guò)對(duì)中間體化合物C14H10O5結(jié)構(gòu)的分析，可以得出有機(jī)熒光產(chǎn)物C14H8O5的結(jié)構(gòu)為，這是因?yàn)樵谘趸纬晒曹椊Y(jié)構(gòu)的時(shí)候，2號(hào)苯環(huán)上的羥基和1號(hào)苯環(huán)上的羥基在氧化的時(shí)候，1號(hào)苯環(huán)上的羥基比2號(hào)苯環(huán)上的羥基更容易氧化，因?yàn)槎咴谘趸蟮孽谋容^中可以得知：2號(hào)苯環(huán)上的羥基在氧化后，形成醌的同時(shí)，無(wú)法與結(jié)構(gòu)中的C=O共軛；而在1號(hào)苯環(huán)上的羥基在氧化后，同時(shí)使6號(hào)與7號(hào)位的碳發(fā)生反應(yīng)，形成雙鍵，同時(shí)能跟C=O共軛形成共軛。所以在中間體化合物C14H10O5氧化后，得到有機(jī)熒光產(chǎn)物，其分子式為C14H8O5。而且核磁共振譜圖中，因?yàn)闇y(cè)得只有8個(gè)化學(xué)環(huán)境各不相同的氫，所以在其機(jī)構(gòu)上必有氧化反應(yīng)發(fā)生而少了兩個(gè)氫，所以其結(jié)構(gòu)和猜測(cè)的結(jié)構(gòu)是相同的。第三章：實(shí)驗(yàn)總結(jié)這是一個(gè)以乙醛酸和鄰苯二