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| 研究生： |
宋建宏 Jian-Hong Sung |
|---|---|
| 論文名稱： |
單金屬配位含氫鍵引力之四分子盤狀液晶 |
| 指導教授： |
賴重光
Chung-K Lai |
| 口試委員: | |
| 學位類別： |
碩士 Master |
| 系所名稱： |
理學院 - 化學學系 Department of Chemistry |
| 畢業學年度： | 89 |
| 語文別： | 中文 |
| 論文頁數： | 70 |
| 相關次數： | 點閱：21 下載：0 |
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系列二與系列三中，我們由期刊中發現一特殊之三價鐵錯合物結構，之後我們試著改變此分子結構以期望使之具有液晶性質，但很可惜的，經過一連串之分子設計與改進後仍無法使其得到理想之結果，其最終錯合物均不具液晶之性質；而系列三乃為系列二系統之一延伸，在此我們利用元素分析數據與質譜圖之結果試著推測此系列錯合物最終可能之結構，然而此推測之結構之錯合方式仍有待更進一步解出其單晶結構以供證實。
摘要………………………………………………………………….Ⅰ
目錄……………………………………………………………………Ⅱ
圖目錄…………………………………………………………………Ⅴ
表目錄…………………………………………………………………Ⅶ
附圖目錄………………………………………………………………Ⅷ
第一章 緒論……………………………………………………………..1
1-1 前言……………………………………………………………...2
1-2 液晶之發現與形成……………………………………………2
1-3 液晶形成之條件……………………………………………….4
1-4 液晶之種類……………………………………………………4
1-5 液晶之性質……………………………………………………10
1-6 無機液晶之特性………………………………………………12
1-7 研究動機………………………………………………………14
第二章 實驗過程…………………………………………………….18
2-1 實驗藥品……………………………………………………….19
2-2 儀器設備……………………………………………………….20
2-3 實驗流程……………………………………………………….23
2-4 實驗步驟……………………………………………………….28
2-4-1-1 4-Alkoxyacetonephenones 之合成…………………...…28
2-4-1-2 N,N’-Bis[1-(4’-alkoxyphenyl)-3-oxopropenyl]-2-hydroxy-propylenediamines之合成………………………………. 29
2-4-1-3 N,N’-Bis[1-(4’-alkoxyphenyl)-3-oxopropenyl]-2,2-dimethyl-propylenediamines之合成…………………………..……….32
2-4-1-4 N,N’-Bis[1-(4’-alkoxyphenyl)-3-oxopropenyl]
propylenediamines之合成………..…..…………………….33
2-4-1-5 N,N’-Bis[1-(4’-alkoxyphenyl)-3-oxopropenyl]-2-hydroxy-propylenediamine palladium(Ⅱ) complexes之合成………..33
2-4-1-6 N,N’-Bis[1-(4’-alkoxyphenyl)-3-oxopropenyl]-2,2-dimethyl-propylenediamine palladium(Ⅱ) complexes之合成…….….34
2-4-1-7 N,N’-Bis[1-(4’-alkoxyphenyl)-3-oxopropenyl]
propylenediamine palladium(Ⅱ) complexes之合成.……….34
2-4-2-1 4-Alkoxy-2-hydroxybenzaldehydes 之合成……….………..35
2-4-2-2 N,N’-Bis(4-alkoxysalicylaldehyde)ethylenediamines
之合成…………………………….………………………….36
2-4-2-3 N,N’Bis(4-dodecyloxysalicylaldehyde)ethylenediamine
iron(Ⅲ) complexes 之合成…………………….…..………..37
2-4-2-4 4-Alkoxybenzoic acids之合成………….…………….……..37
2-4-2-5 4- (4-n-alkoxybenzoyloxy)salicylaldehydes之合成…………38
2-4-2-6 N,N’-Bis[4-(4-n-Alkoxybenzoyloxy)salicylaldehyde
ethylenediamines之合成……………………………..………38
2-4-2-7 N,N’-Bis[4-(4-n-Alkoxybenzoyloxy)salicylaldehyde
ethylenediamine iron (Ⅲ) complexes之合成………………39
2-4-2-8 Methyl-3,4,5-trialkoxybenzoates 之合成……...…………….39
2-4-2-9 3,4,5-Trialkoxybenzoic acids 之合成………………….…….40
2-4-2-10 4-(3,4,5-Alkoxybenzoyloxy)salicylaldehydes 之合成….….40
2-4-2-11 N,N’-Bis[4-(3,4,5-alkoxylbenzoyloxy)salicylaldehyde]
ethylenediamines之合成…………………………………….41
2-4-2-12 N,N’-Bis[4-(3,4,5-alkoxylbenzoyloxy)salicylaldehyde]
ethylenediamine iron(Ⅲ) complexes之合成……………..….41
2-4-3-1 N,N’-(propan-2-ol)-bis(4-alkoxysalicylaldimine) 之合成…..42
2-4-3-2 N,N’-(propan-2-ol)-bis(4-alkoxysalicylaldimine) iron(Ⅲ)complexes之合成……………………………………...……..43
第三章 結果與討論……………………………………………….…...44
3-1 實驗合成及反應機構之探討….………………………………45
3-2 液晶結構及液晶相範圍之鑑定…….…………………………49
3-3 結果討論……………………………………………………….50
參考資料………………………………………………………………..69
圖目錄
圖1、液晶發現之歷史…………………………………………………3
圖2、液晶分子之基本架構……………………………………………4
圖3、液相型液晶之聚集方式………………………………………….5
圖4、熱相型液晶形成方式…………………………………………….5
圖5、桿狀型分子排列形式……………………………………………..6
圖6、盤狀液晶之三種基本化學結構…………………………………..8
圖7、盤狀液晶分子之筒狀排列………………………………………..9
圖8、盤狀液晶分子之細部排列形式…………………………………..9
圖9、第一個含過渡金屬之無機液晶分子……...…………………….10
圖10、液晶發展之種類……………………………….………………..15
圖11、學長的系列三結構……………………….……………………..16
圖12、系列一的設計概念結構………………………………………...16
圖13、系列一之tetramer結構……………….…………....…………...16
圖14、所發現之錯合物結構……………………………….…………..16
圖15、系列二所設計之結構…………………………………………..17
圖16、系列三的設計結構…………………………...……………..17
圖17、Williamson ether synthesis..……………………………………46
圖18、鈉鹽之反應…………………………..…………………………47
圖19、鈉鹽之反應機制………….………………………….……..47
圖20、Schiff Base reaction..……………………………….………...48
圖21、Schiff Base之反應機構…………………………….…………48
圖22、酯化聚合反應……..………………………………………….49
圖23、以DCC、DMAP催化酯化之反應機構…….…………………..49
圖24、Pd錯合物熱分析趨勢柱狀圖(heating)……….……………….52
圖25、Pd錯合物熱分析趨勢柱狀圖(cooling)……………..……..…..52
圖26、學長系列三之配位基結構...……………………………………53
圖27、本實驗之配位基結構……………………….…………………53
圖28、學長系列三之Pd錯合物單晶結構圖.……………………….53
圖29、系列一預期之錯合物結構.……………………………………54
圖30、推測之結構(a)………………………………………………….54
圖31、推測之結構(b)….………………………………………………68
圖32、系列一Pd錯合物之單晶結構………….…………………….56
圖33、uni-cell之結構圖……………………..……………………….56
圖34、單一tetramer結構………………………….…………………57
圖35、側面觀察之tetramer筒狀排列………………….………….…58
圖36、n= 14之powder X-ray圖譜………………………….….……59
圖37、PN-OH、PN-dime、PN三種錯合物結構圖………….….……60
圖38、特殊之iron(Ⅲ)錯合物單晶結構………………..……….……62
圖39、Mn(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)之六配位結構………………….……..………62
圖40、以醋酸根相連結之高分子結構………………………...……...62
圖41、修改後之系列二之二化合物之結構……………..……………64
圖42、修改後之系列二之三化合物之結構……………..……………65
圖43、系列三分子設計圖………………………………..……………66
圖44、可能形成之雙金屬錯合物………………………..……………67
圖45、系列三錯合物(n= 8) FAB mass圖譜….………..……………67
圖46、系列三錯合物推測之polymer結構.….….……..……………68
表目錄
表1、實驗之化學藥品…………………………………………………19表2、Pd錯合物之熱分析數據……………….……………………..51
表3、powder X-ray繞射數據……………………….……………….60
表4、PN-OH、PN-dime、PN三種錯合物之熱分析數據……………61
表5、 系列2-1 iron(Ⅲ)錯合物之熱分析數據…………………………63
表6、系列2-2 iron(Ⅲ)錯合物之熱分析數據…………………………64
表7、系列2-3 iron(Ⅲ)錯合物之熱分析數據…………………………65
表8、元素分析之數據與推測結構數據之比較……………...…...…...68
附圖目錄
附圖1 4-Alkoxyacetonephenones之1H NMR圖譜………….………1
附圖2 4-Alkoxyacetonephenones之13C NMR圖譜….…….………..2
附圖3 N,N’-Bis[1-(4’-alkoxyphenyl)-3-oxopropenyl]-2-hydroxy-
propylenediamines 之1H NMR圖譜…………………………3
附圖4 N,N’-Bis[1-(4’-alkoxyphenyl)-3-oxopropenyl]-2-hydroxy-
propylenediamines 之13C NMR圖譜……………….………4
附圖5 N,N’-Bis[1-(4’-alkoxyphenyl)-3-oxopropenyl]-2,2-dimethyl-
propylenediamines 之1H NMR圖譜……………….……….5
附圖6 N,N’-Bis[1-(4’-alkoxyphenyl)-3-oxopropenyl]-2,2-dimethyl-
propylenediamines 之13C NMR圖譜…………………..…….6
附圖7 N,N’-Bis[1-(4’-alkoxyphenyl)-3-oxopropenyl]
propylenediamines 之1H NMR圖譜…...………….…...…….7
附圖8 N,N’-Bis[1-(4’-alkoxyphenyl)-3-oxopropenyl]
propylenediamines 之13C NMR圖譜…………..…………….8
附圖9 4-Alkoxy-2-hydroxybenzaldehydes之1H NMR圖譜……..…..9
附圖10 4-Alkoxy-2-hydroxybenzaldehydes之13C NMR圖譜….…..10
附圖11 N,N’-Bis(4-alkoxysalicylaldehyde)ethylenediamines之1H
NMR圖譜…………………………………………………….11
附圖12 N,N’-Bis(4-alkoxysalicylaldehyde)ethylenediamines之13C
NMR圖譜…………………………………………………….12
附圖13 4-(4-n-alkoxybenzoyloxy)salicylaldehydes之1H NMR圖譜.13
附圖14 4-(4-n-alkoxybenzoyloxy)salicylaldehydes之13C NMR圖譜
………………………………………………………………..14
附圖15 N,N’-Bis[4-(4-n-alkoxybenzoyloxy)salicylaldehyde]
ethylenediamines 之1H NMR圖譜………………………....15
附圖16 N,N’-Bis[4-(4-n-alkoxybenzoyloxy)salicylaldehyde]
ethylenediamines 之13C NMR圖譜………………………....16
附圖17 Methyl-3,4,5-trialkoxybenzoates之1H NMR圖譜…………17
附圖18 Methyl-3,4,5-trialkoxybenzoates之13C NMR圖譜…………18
附圖19 3,4,5-Trialkoxybenzoic acids之1H NMR圖譜……………...19
附圖20 3,4,5-Trialkoxybenzoic acids之13C NMR圖譜……..……...20
附圖21 4-(3,4,5-Alkoxybenzoyloxy)salicylaldehydes之1H NMR圖譜
………………………………………………………………..21
附圖22 4-(3,4,5-Alkoxybenzoyloxy)salicylaldehydes之13C NMR圖譜
………………………………………………………………..22
附圖23 N,N’-Bis[4-(3,4,5-alkoxybenzoyloxy)salicylaldehyde]
ethylenediamines 之1H NMR圖譜…………………………23
附圖24 N,N’-Bis[4-(3,4,5-alkoxybenzoyloxy)salicylaldehyde]
ethylenediamines 之13C NMR圖譜…………………………24
附圖25 N,N’-(propan-2-ol)-bis(4-alkoxysalicylaldiamine) 之1H NMR圖譜…………………………………………………………..25
附圖26 N,N’-(propan-2-ol)-bis(4-alkoxysalicylaldiamine) 之13C NMR圖譜…………………………………………………………..26
附圖27 N,N’-Bis[1-(4’-alkoxyphenyl)-3-oxopropenyl]-2-hydroxy-
propylenediamines 之IR圖譜………………………………27
附圖28 N,N’-Bis[1-(4’-alkoxyphenyl)-3-oxopropenyl]-2-hydroxy-
propylenediamine palladium(Ⅱ) complexes之IR圖譜…….28
附圖29 N,N’-Bis[1-(4’-alkoxyphenyl)-3-oxopropenyl]-2-hydroxy-
propylenediamine palladium(Ⅱ) complexes之DSC圖譜….29
附圖30 N,N’-Bis[1-(4’-alkoxyphenyl)-3-oxopropenyl]-2-hydroxy-
propylenediamine palladium(Ⅱ) complexes之結晶相XRD圖譜……………………………………………………………..30
附圖31 N,N’-Bis[1-(4’-alkoxyphenyl)-3-oxopropenyl]-2-hydroxy-
propylenediamine palladium(Ⅱ) complexes之液晶相XRD圖譜……………………………………………………………..31
附圖32 N,N’-Bis[1-(4’-alkoxyphenyl)-3-oxopropenyl]-2-hydroxy-
propylenediamine palladium(Ⅱ) complexes (n= 4) FAB mass圖譜………………………………………………………… 32
附圖33 N,N’-(propan-2-ol)-bis(4-alkoxysalicylaldiamine) iron(Ⅲ)
complexes (n= 8) FAB mass圖譜………………………..….33
附圖34-36 N,N’-Bis[1-(4’-alkoxyphenyl)-3-oxopropenyl]-2-hydroxy-
propylenediamine palladium(Ⅱ) complexes (n= 4) 之單晶結構圖………………………………………………………34-36
附圖37 N,N’-Bis[1-(4’-alkoxyphenyl)-3-oxopropenyl]-2-hydroxy-
propylenediamine palladium(Ⅱ) complexes之偏光照片…37
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