多環芳香烴內電荷轉移系統的電致化學發光

Electrogenerated Chemiluminescence for the Intramolecular Charge Transfer of Polycyclic Aromatic Compound Systems

徐先億(Hsien-Yi Hsu)

指導教授 ： 何東英

國立臺灣大學/理學院/化學研究所/碩士(2004年)

https://doi.org/10.6342/NTU.2004.00888

摘要

本次研究的內容，我們用修正過的Sonogashira reaction的合成方法，合成出兩個不同系列的化合物，我將分別論述這兩個系列的電致化學發光(Electrogenerated ChemiLuminescence, ECL)性質，以及光物理的性質。第一個系列是合成苯環4位置氮,氮-二甲基取代的多環芳香族烴化合物（化合物1-7）；而第二個系列的化合物，則是合成一系列苯環4位置取代的5,6-苯并-1,2-哌喃酮的衍生物（化合物8-12）。
這次的研究，我們藉由紫外光譜儀、螢光光譜儀，做了UV吸收、溶液狀態下螢光強度以及固體狀態下螢光強度的測試、螢光量子產率的研究，來探討這兩個系列化合物的光物理性質。接下來，我們使用循環伏安計(Cyclic Voltammetry, CV)以及ECL實驗裝置，得到CV圖譜以及ECL圖譜。我們藉由CV圖去討論化合物的氧化還原能力，然後觀察出化合物的氧化還原電位。再來使用ECL的實驗裝置，使其在極短的時間內(約0.25 秒)切換作用的氧化還原電位，產生足量且在此極短時間內穩定的陰、陽離子自由基，進行反應。並於同一裝置內，以螢光儀偵測儀，測試化合物是否有ECL的放光性質。
關於ECL的放光機制，可以分成S-route、T-route、E-route三種不同的路徑，我們經由計算電子轉移反應所產生的能量-ΔH°，我們可以判斷化合物ECL放光的路徑。若-ΔHo > Ehν，為能量充足的系統，反應主要經由S-route進行；若-ΔHo < Ehν，為能量不足的系統，反應主要經由T-route進行。經由理論計算，我們可以觀察出絕大多數的化合物是由T-route的路徑放光。但是其中有一個化合物的ECL放光波長，與該化合物的螢光最大放光波長，相差了有93 nm之多，經過多次重複實驗的結果，最大放光波長位置不變，相當穩定。故我們推測其ECL放光是屬於E-route的放光。

關鍵字

電致化學發光

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Electrogenerated Chemiluminescence

參考文獻

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