粉末X射线衍射法监测发光有机分子结构转化的综合实验教学
2023-03-21潘梅王中豪
大学化学 2023年2期
关键词:实验
潘梅,王中豪
中山大学化学学院,广州 510006
X射线衍射(X-Ray Diffraction,简称XRD)是现代材料分析方法中的一种重要研究手段,在化学、材料等领域的应用非常广泛,相关技术发展也非常迅速[1-5]。然而,目前国内大学开设的粉末X射线衍射实验的教学内容普遍采用经典的物质,如Al2O3等传统氧化物材料,进行物相鉴定和查卡比对,介绍基本的原理和方法。如果在此基础上,引入粉末X射线衍射技术的最新发展动态和相关应用,与目前科研和生产中更为实际和先进的粉末X射线衍射技术相结合,可以进一步培养学生的创新思维、科研思想和解决实际问题的能力。因此,探索和开展相关的粉末X射线衍射实验教学改革是十分必要的。
近年来,化合物动态结构变化的研究引人关注,利用粉末X射线衍射技术来探测和跟踪化合物随外界刺激的变化而产生的相变过程,可以为研究其结构组成和转化过程提供有力的信息[6]。基于此,我们设计了利用粉末X射线衍射法监测有机发光分子5-(2-(5-fluoro-2-hydroxyphenyl)-4,5-bis(4-fluorophenyl)-1H-imidazol-1-yl)isophthalic acid (H2hpi2cf)结构转化过程的综合实验教学。
H2hpi2cf是一例具有ESIPT的有机分子,该分子合成简单并且具有优异的发光性能。ESIPT分子内同时存在质子给体和质子受体,在不同的条件下,质子可以在两个位点之间发生可逆的转移。如图1所示,在吸收紫外光之后,有机分子从醇式的基态(E)跃迁到醇式激发态(E*),此时可以从E*跃迁回到E发射出醇式荧光,或者通过质子转移变为酮式激发态(K*),再从K*跃迁回酮式基态(K)并发射出酮式荧光。……
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