DOPO衍生物HPPA-Zn配位聚合物的合成、晶体结构及荧光性质

论文总字数：17039字

摘 要

以阻燃剂DOPO、醋酸锌为原料在DMF溶液中合成了一个新型配位聚合物[Zn-HPPA·DMF]_n(HPPA=2´-羟基联苯基-2-次磷酸)，并通过红外光谱、单晶X-射线衍射对其结构进行了表征，经测定该配位聚合物晶体属于正交晶系，空间群为Pccn，晶胞参数分别为a = 14.720(2)Å， b =26.081(5) Å, c = 8.3541(14)Å, α =β= γ =90°, V = 3207.2(9))ų, Z = 4, μ(Mo Kα) = 0.916mm^-1, F(000) = 1408, R₁ = 0.0545, wR₂ = 0.1012 [Igt;2σ(I)]；室温下该配位聚合物的荧光光谱表明：其在375nm处有最大荧光发射，可作为潜在的荧光材料。

关键词：醋酸锌，DOPO ，晶体结构，表征 ，荧光性质

Abstract: A new coordination polymer, [Zn-HPPA·DMF]_n (HPPA =(2’-hydroxy-[1,1-biphenyl]-

2-yl)phosphinic acid) has been synthesized in DMF solution and structurally characterized by IR spectra, single-crystal. Structural analyses reveal that it crystallizes in the Orthorhombic system, space group Pccn, with cell parameters a = 14.720(2)Å， b =26.081(5) Å, c = 8.3541(14)Å, α =β= γ =90°, V = 3207.2(9))ų, Z = 4, μ(Mo Kα) = 0.916mm^-1, F(000) = 1408, R₁ = 0.0545, wR₂ = 0.1012 [Igt;2σ(I)]. The solid-state luminescent properties of this complex has also been investigated at room temperature. The experimental results show that the title complex has good luminescent properties and could be used as potential optical materials.

Keywords：Zn(CH₃COO)₂，DOPO ，crystal structure，luminescent properties

目 录

1 前言 4

1.1 磷酸酯类阻燃剂DOPO的主要合成方法 5

1.1.1DOPO合成步骤 5

1.1.2 DOPO生产工艺流程 6

1.1.3DOPO合成进展 6

1.2 DOPO及其衍生物的研究前景 7

2 实验部分 8

2.1 试剂 8

2.2 仪器 8

2.3 配位聚合物[Zn-HPPA•DMF]_n的合成过程和晶体的培养 8

2.4粉晶的制备 9

3 结果与讨论 9

3.1 配位聚合物[Zn-HPPA•DMF]_n的表征 9

3.1.1 红外数据及分析 9

3.2晶体结构的测定 9

3.2.1配位聚合物[Zn-HPPA•DMF]_n的晶体学数据 10

3.2.2配位聚合物[Zn-HPPA•DMF]_n的晶体结构描述 10

3.3荧光特性分析 18

结 论 19

符号说明 19

参 考 文 献 20

致 谢 21

1 前言

DOPO是化合物9，10-二氢-9-氧杂-10磷杂菲-10-氧化物的英文（9，10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide）的缩写^[1],在CA命名体系中名称简称为ODOPS^[2]。目前，在环氧树脂、聚酯、发光材料及改性材料等领域多有应用研究。

与传统的卤系环氧树脂相比，DOPO基环氧树脂在阻燃过程中不会产生诸如卤化氢、二恶英、多溴二苯并呋喃等刺激性和毒性的气体，属于环境友好型的新型阻燃剂。目前在阻燃环氧树脂中应用主要有三种类型：DOPO基环氧树脂固化剂、DOPO基环氧树脂和DOPO基添加型环氧树脂，前两种是反应型阻燃剂^[3]。更重要的是，含磷环氧树脂拥有高玻璃转移温度、低应力、耐锡焊、高粘结性、低介电常数、无毒且阻燃性能优异^[4]、对材料的机械性能影响小^[5]等特点，可用于胶黏剂、焊接半导体、涂料等领域，市场前景十分广阔。

下图是两种较为常见的含磷环氧树脂：

图1.两种较为常见的含磷环氧树脂

DOPO衍生物作为聚合单体与热塑性聚酯PET、PEN、PBN的单体进行共聚或酯化反应，生成共聚体具有优异的阻燃性能和物理机械性能^[4]。

上世纪九十年代，人们根据英国的Holmes等人的研究发现, 许多聚合物能够用来制造液晶显示面板，用DOPO衍生物分别与2,5-bis(4-fluorophenyl)-1,3, 4-oxadiazole(BFO)反应, 形成下列三种衍生物, 能发出蓝光，发射光波长388~450nm, 同时具有良好的耐热性和阻燃性能^[4,6]。

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