环金属铱（Ⅲ）配合物：合成、晶体结构及三阶非线性光学性能研究

作     者：李璐 

作者单位：江苏大学 

学位级别：硕士

导师姓名：钱军

授予年度：2021年

学科分类：07[理学] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 0703[理学-化学] 

主      题：环金属铱(Ⅲ)配合物 铱二聚体 辅助配体 晶体结构 三阶非线性光学 

摘      要：金属有机化合物也叫有机金属化合物,其主要特征是含有由金属原子与碳原子直接相连的金属碳键(M-C键)。在众多金属有机化合物中,环金属铱(Ⅲ)配合物因其优异的发光性能而备受关注,并在有机发光二极管(OLEDs)、发光电化学电池(LECs)、细胞成像、化学传感等多个领域具有潜在的应用价值。近年来,环金属铱(Ⅲ)配合物在非线性光学领域的应用研究也越来越受关注。研究表明,通过对环金属铱(Ⅲ)配合物的螯合配体(C^N)和辅助配体(N^N)进行设计合成,能够实现对环金属铱(Ⅲ)配合物结构与光学性能的调节,从而探究环金属铱(Ⅲ)配合物结构和性能之间的关系。本文通过对环金属铱(Ⅲ)配合物辅助配体(N^N)进行结构设计与官能团修饰,合成了一系列具有非中心对称结构的环金属铱(Ⅲ)配合物,研究了它们的三阶非线性光学性能,并进一步探讨了其结构与性能的关系。主要工作如下:首先合成铱二聚体:[Ir(ppz)(μ-Cl)],然后以铱二聚体[Ir(ppz)(μ-Cl)]作为螯合前驱体,通过引入不同结构类型的辅助配体(N^N),共合成了7种新颖的环金属铱(Ⅲ)配合物。随后,再利用溶剂扩散和水热反应等方法培养出这些环金属铱(Ⅲ)配合物的晶体材料,并对其进行结构表征和性能测试。按辅助配体(N^N)的类型主要分为以下三类:(1)亚氨基喹啉类辅助配体,以苯胺、4-硝基苯胺和喹啉-2-甲醛为原料经缩合反应制成。铱二聚体[Ir(ppz)(μ-Cl)]与合成的两种亚氨基喹啉类辅助配体(N^N)反应生成两种单核阳离子型环金属铱(Ⅲ)配合物C1?C2,以PF为平衡阴离子,其结构式为:[Ir(ppz)(phqm)][(PF)](C1)[Ir(ppz)](phqm-NO)][(PF)](C2)(2)席夫碱类辅助配体,以吡啶甲醛为主要原料合成了三种不同结构的席夫碱类辅助配体。该类辅助配体主要特征是由苯环或者萘连接两个相同的N^N基团形成共轭性较强的结构。铱二聚体[Ir(ppz)(μ-Cl)]与席夫碱类辅助配体反应生成三种双核阳离子型环金属铱(Ⅲ)配合物C3?C5,以PF为平衡阴离子,其结构式为:[Ir(ppz)(Phen BQu Me)][(PF)](C3)[Ir(ppz)(Naph BPy Me)][(PF)](C4)[Ir(ppz)(Phen BPy Me)][(PF)](C5)(3)联吡啶类辅助配体,通过改变联吡啶类辅助配体上的取代基类型,以期影响最高占据轨道(HOMO)和最低未占据轨道(LUMO)之间的能量差,从而调节其非线性光学性能。所合成的两种环金属铱(Ⅲ)配合物C6?C7结构式为:[Ir(ppz)(Bi Phen Dica)](C6)[Ir(ppz)(Bi Qu Lin)][(PF)](C7)