Диссертация (1149300)
Текст из файла
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕУЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»На правах рукописиНосова Дарья АлексеевнаВЛИЯНИЕ АГРЕГАЦИИНА СПЕКТРАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИПРОИЗВОДНЫХ БЕНЗОЙНОЙ КИСЛОТЫСпециальность 01.04.07 — физика конденсированного состоянияДиссертация на соискание ученой степеникандидата физико-математических наукНаучный руководитель:Доктор физико-математических наук,профессор Цыганенко АлексейАлексеевичСанкт-Петербург2018 г.2ОГЛАВЛЕНИЕВВЕДЕНИЕ ..........................................................................................................
4ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР1.1.Димеры и ассоциаты ................................................................................... 111.2.Влияние растворителя на электронные спектры ..................................... 151.3.Перенос энергии электронного возбуждения .........................................
191.4.Агрегатно-индуцированная люминесценция ........................................... 251.5.Особенности инфракрасных спектров карбоновых кислот .................... 281.5.1. Валентные колебания ОН карбоксильной группы .............................. 281.5.2. Валентные колебания С=О карбоксильной группы ............................ 291.5.3. Системы ОН∙∙∙Х....................................................................................... 301.5.4.
Энтальпия димеризации ........................................................................ 331.5.5. Структурные и спектральные характеристики исследованныхвеществ ..................................................................................................... 34ГЛАВА 2. МЕТОДИКА И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА2.1.Исходные соединения ................................................................................. 422.2.Приготовление образцов ........................................................................... 442.3.Спектрометрические измерения ...............................................................
462.4.Квантово-химические расчёты .................................................................. 54ГЛАВА 3. ИК-СПЕКТРЫ ИССЛЕДУЕМЫХ КИСЛОТ3.1.ИК-спектры растворов исследуемых кислот ........................................... 563.2.ИК-спектры напылённых плёнок исследуемых кислот ......................... 6533.3.Сравнительный анализ ИК-спектров напылённых плёнок и растворовнифлумовой кислоты .................................................................................. 71ГЛАВА 4. СПЕКТРАЛЬНО-ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИИССЛЕДОВАННЫХ КИСЛОТ4.1.Спектрально-люминесцентные характеристики растворов ..................
754.2.Спектрально-люминесцентные характеристики поликристалловисследуемых кислот ................................................................................... 914.3.Спектрально-люминесцентные характеристики примесныхкристаллов.................................................................................................... 934.4.Влияние кристаллической структуры на спектрально-люминесцентныехарактеристики исследуемых кислотв химически подобных средах ................................................................ 1054.5.Сравнительная характеристика спектров люминесценции ивозбуждения люминесценции растворов и кристалловисследованных кислот .............................................................................
110ГЛАВА 5. КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ МОЛЕКУЛИССЛЕДУЕМЫХ КИСЛОТ5.1.Оптимизация геометрии и расчёт ИК-спектра мономеров .................. 1135.2.Оптимизация геометрии и расчёт ИК-спектра димеров ....................... 1185.3.Расчёт электронного спектра поглощения ............................................. 123ЗАКЛЮЧЕНИЕ ............................................................................................... 126СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ....................................... 1284ВВЕДЕНИЕАктуальность темыПроизводные бензойной кислоты широко применяют в различныхсферах деятельности человека от пищевой и химической промышленностидо медицины и фармакологии, а также при производстве светодиодной илазерной техники.Удобствопримененияпроизводныхбензойнойкислотыввышеперечисленных областях обусловлено наличием у них специфическихсвойств.
В результате образования водородных связей они образуютдимеры и более сложные агрегаты. Димеризация и дальнейшая агрегацияисследуемых соединений может приводить к значительному изменениюфотофизических свойств.Внекоторыхорганическихсоединенияхнаблюдаетсятакоеаномальное явление, как агрегатно-индуцированная люминесценция, прикоторомсвободновращающиесягруппынекоторыхорганическихлюминофоров фиксируются без образования эксимеров, что уменьшаетвероятностьтушенияиприводитктому,чтоэффективностьфотолюминесценции в твёрдом состоянии становится выше, чем в растворе,в отличие от большинства органических соединений, где интенсивностьвыше у растворов.Отдельный интерес вызывает влияние агрегации на процессыпереноса энергии в примесных кристаллах исследуемых кислот в техслучаях, когда исследуемые соединения внедряются в матрицы слаболюминесцирующих молекул.Вдиссертациипредставленырезультатыисследованиятрёхпроизводных бензойной кислоты: N-фенилантраниловой, мефенамовой инифлумовой кислот.
Исследования проводились тремя различными5методами:люминесцентнойИК-спектроскопиииметодамиквантовойспектроскопии;химии.Былиизученыспектральные свойства исследуемых кислот в растворах, в виде примесей вкристаллах и напыленных в вакууме пленок. Показано, как меняютсяспектральные свойства данных соединений при димеризации, введениив кристаллическую матрицу и формировании кристаллической фазы.Результаты, представленные в диссертации, согласуются с данными,имеющимися в научной литературе по представленной в диссертациитематике.Цели и задачи диссертационной работыОсновной целью диссертационного исследования было: определить, как степень агрегации влияет на спектральныесвойства N-фенилантраниловой, мефенамовой и нифлумовойкислот.Для реализации этой цели в процессе работы были поставленыследующие задачи: исследовать ИК-спектры растворов и напылённых плёнокN-фенилантраниловой, мефенамовой и нифлумовой кислот; исследоватьспектрылюминесценции,возбуждениялюминесценции растворов и кристаллов N-фенилантраниловой,мефенамовой и нифлумовой кислот; исследоватьспектрылюминесценцииивозбуждениялюминесценции примесных кристаллов различных матриц спримесями N-фенилантраниловой, мефенамовой и нифлумовойкислот; произвести квантово-химические расчёты по оптимизациигеометриимономеровидимеровN-фенилантраниловой,6мефенамовой и нифлумовой кислот, рассчитать положениеэнергетическихHOMOиLUMOуровней,УФ-спектрыпоглощения, ИК-спектры мономеров и димеров исследуемыхкислот.Научная новизна работы1.
В работе впервые получены спектрально-люминесцентныехарактеристики растворов N-фенилантраниловой, мефенамовойинифлумовойкислотв дихлорметане,хлороформеичетырёххлористом углероде в широком диапазоне концентраций.2. Изучена зависимость ИК-спектров растворов исследуемыхсоединений в четырёххлористом углероде от температуры,обнаружено формирование димеров и определена энтальпиядимеризации.3. Установлена сенсибилизированная люминесценция в примесныхкристаллах, при внедрении примесей исследуемых соединенийв матрицыальфабромкамфары,2-аминобензотиазолы,бензойной кислоты, гексаметилбензола, 2, 3-дихлормалеиновогоангидрида и парадибромбензола.4. ПолученыИК-спектрынапылённыхплёнокN-фенилантраниловой, мефенамовой и нифлумовой кислот иизучены их изменения при кристаллизации.7Положения, выносимые на защиту1.
Информацию о переходе исследуемых соединений из аморфногов кристаллическое состояние позволяет получить разработанныйметод регистрации ИК-спектров плёнок, напылённых наохлаждённую подложку.2. Агрегатно-индуцированнаялюминесценцияN-фенилантраниловой, мефенамовой и нифлумовой кислот вкристаллическом состоянии (в том числе и в примесномкристалле)возникаетврезультатеобразованиямежмолекулярных водородных связей и ассоциации этихмолекул.3. Увеличениеинтенсивностиспектровлюминесценцииивозбуждения люминесценции растворов N-фенилантраниловой,мефенамовойинифлумовойкислотприповышенииконцентрации растворов является следствием агрегации кислот,а также влиянием рассеяния.Апробация работы и публикацииРезультаты, изложенные в диссертации, были представлены на пятимеждународных конференциях и одном молодёжном научном форуме:1. XI International conference «Atomic and Molecular Pulsed Lasers»,16—20 сентября 2013 г., Томск, Россия.2.
International student Conference «Science and Progress», 10—14ноября 2014 г., Санкт-Петербург, Россия.3. 5-ая Международная конференция «Фотохимия полупроводников(Semiconductor Photochemistry), SP5», 27—31 июля 2015 г., СанктПетербург, Россия.84. The 4th International Symposium «MOLECULAR PHOTONICS»dedicated to academician A.N. Terenin, 21—24 июля 2016 г., СанктПетербург, Россия.5. 21-th International Conference on photochemical conversion andstorage of solar energy, 25—29 июля 2016 г., Санкт-Петербург,Россия.6.
Молодежный научный форум «Open Science 2016» на базе ФГБУ«Петербургскийинститутядернойфизикиим.Б.П.Константинова» НИЦ «Курчатовский институт», 16—18 ноября2016 года, г. Гатчина Ленинградской области.Основные результаты диссертации представлены в 2 публикациях, 2из которых опубликованы в рецензируемом научном журнале, входящем вперечень ВАК.
В журналах, входящих в базы Web of Science и Scopusопубликована 1 статья:1. Носова Д.А., Зароченцева Е.П., Высоцкая С.О., Клемешева Н.А.,Коротков В.И. Влияние кристаллической структуры на агрегатноиндуцированную люминесценцию производных аминобензойнойкислоты // Оптика и спектроскопия.
— 2014. — Т. 117. — №6. —стр. 880—886.2. Носова Д.А., Кушаева М.А., Зароченцева Е.П., Высоцкая С.О.,Клемешева Н.А., Цыганенко А.А. Спектрально-люминесцентныеисследования примесных кристаллов триптицена // ВестникСПбГУ. — 2016. — Сер. 4. — Т.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
