物理化学学报
物理化學學報
물이화학학보
ACTA PHYSICO-CHIMICA SINICA
2015年
2期
227-236
,共10页
双二茂铁基%吡咯衍生物%电荷交互通道
雙二茂鐵基%吡咯衍生物%電荷交互通道
쌍이무철기%필각연생물%전하교호통도
Diferrocenyl%Pyrrole derivative%Channel of electronic interaction
以二茂铁炔烃为原料通过“一锅法”环加成反应合成了一系列2,5-双二茂铁基-1-苯基-吡咯衍生物,包括:2,5-双二茂铁基-1-(3-三氟甲基苯基)-吡咯(1),2,5-双二茂铁基-1-(4-氟苯基)-吡咯(2),2,5-双二茂铁基-1-苯基-吡咯(3),2,5-双二茂铁基-1-(4-乙基苯基)-吡咯(4)和2,5-双二茂铁基-1-(4-乙氧基苯基)-吡咯(5),使用元素分析,傅里叶变换红外(FTIR)光谱,质谱(MS)和核磁共振(NMR)等手段对化合物进行了结构表征。采用循环伏安法(CV),密度泛函理论(DFT)模拟计算研究了苯基上取代基对双二茂铁间电荷交互的影响。研究发现第一氧化电位(Ea1),峰电位差(ΔE)与取代基的哈米特常数(σ),吡咯1H NMR的化学位移(δ),吡咯N原子自然轨道(NBO)电荷之间存在显著线性关联;同时发现,N原子电荷密度升高,双二茂铁间电荷交互能力减弱,N原子电荷密度降低,双二茂铁间电荷交互能力提高。因此这类双二茂铁基吡咯衍生物中N原子电荷密度对双二茂铁间电荷交互起着关键的影响作用。
以二茂鐵炔烴為原料通過“一鍋法”環加成反應閤成瞭一繫列2,5-雙二茂鐵基-1-苯基-吡咯衍生物,包括:2,5-雙二茂鐵基-1-(3-三氟甲基苯基)-吡咯(1),2,5-雙二茂鐵基-1-(4-氟苯基)-吡咯(2),2,5-雙二茂鐵基-1-苯基-吡咯(3),2,5-雙二茂鐵基-1-(4-乙基苯基)-吡咯(4)和2,5-雙二茂鐵基-1-(4-乙氧基苯基)-吡咯(5),使用元素分析,傅裏葉變換紅外(FTIR)光譜,質譜(MS)和覈磁共振(NMR)等手段對化閤物進行瞭結構錶徵。採用循環伏安法(CV),密度汎函理論(DFT)模擬計算研究瞭苯基上取代基對雙二茂鐵間電荷交互的影響。研究髮現第一氧化電位(Ea1),峰電位差(ΔE)與取代基的哈米特常數(σ),吡咯1H NMR的化學位移(δ),吡咯N原子自然軌道(NBO)電荷之間存在顯著線性關聯;同時髮現,N原子電荷密度升高,雙二茂鐵間電荷交互能力減弱,N原子電荷密度降低,雙二茂鐵間電荷交互能力提高。因此這類雙二茂鐵基吡咯衍生物中N原子電荷密度對雙二茂鐵間電荷交互起著關鍵的影響作用。
이이무철결경위원료통과“일과법”배가성반응합성료일계렬2,5-쌍이무철기-1-분기-필각연생물,포괄:2,5-쌍이무철기-1-(3-삼불갑기분기)-필각(1),2,5-쌍이무철기-1-(4-불분기)-필각(2),2,5-쌍이무철기-1-분기-필각(3),2,5-쌍이무철기-1-(4-을기분기)-필각(4)화2,5-쌍이무철기-1-(4-을양기분기)-필각(5),사용원소분석,부리협변환홍외(FTIR)광보,질보(MS)화핵자공진(NMR)등수단대화합물진행료결구표정。채용순배복안법(CV),밀도범함이론(DFT)모의계산연구료분기상취대기대쌍이무철간전하교호적영향。연구발현제일양화전위(Ea1),봉전위차(ΔE)여취대기적합미특상수(σ),필각1H NMR적화학위이(δ),필각N원자자연궤도(NBO)전하지간존재현저선성관련;동시발현,N원자전하밀도승고,쌍이무철간전하교호능력감약,N원자전하밀도강저,쌍이무철간전하교호능력제고。인차저류쌍이무철기필각연생물중N원자전하밀도대쌍이무철간전하교호기착관건적영향작용。
2,5-Diferrocenyl-1-(3-trifluorom-ethylphenyl)-pyrrole (1), 2,5-diferrocenyl-1-(4-fluorophenyl)-pyrrole (2), 2,5-diferrocenyl-1-phenyl pyrrole (3), 2,5-diferro-cenyl-1-(4-ethylphenyl)-pyrrole (4), and 2,5-diferrocenyl-1-(4-ethoxyphenyl)-pyrrole (5) were prepared by the one-pot cycloaddition reaction of ferrocenyl alkyne. The 2,5-diferrocenyl-1-phenyl-1-pyrrole derivatives were characterized by elemental analysis, Fourier-transform infrared (FTIR) spectroscopy, mass spectrometry (MS), and nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy. The influence of substituents at the phenyl moiety on the electronic interaction was studied using cyclic voltammetry (CV) and density functional theory (DFT) calculations. A linear relationship was observed between the first oxidation potential (Ea1), oxidation potential difference (ΔE) with Hammett constant (Hammettσ) of the substituent, pyrrole 1H NMR chemical shift (δ), and pyrrole N natural bond orbital (NBO) charge. A high N charge density weakened the electronic interaction, and vice versa. Electron transfer between the two ferrocenyl units of these diferrocenyl pyrrole derivatives was influenced by the N charge density.