有机共晶体是一种含有两种或两种以上组分的单晶材料,在过去的十年中受到了广泛的关注。构建模块通过分子间非共价相互作用组装,如电荷转移(CT)相互作用、Π-Π相互作用、氢键和卤素键,提供了一种策略来制造新型多功能材料,而不需要复杂的有机合成。**,有机功能共晶体已广泛应用于光电材料、刺激响应材料和制药工业领域。
这里,我们介绍了微晶纤维素可视为大环容器的适应性共晶体。通常,大环的有机晶体材料是单组分的。与普通的有机共晶体相比,大环的引入将使所得材料具有更的吸附能力。
电荷转移相互作用是共晶体工程中驱动力之一。在该体系中,由于其富含p-电子的壁,全乙基化柱[5]芳烃(P5)的大环容器被用作供体(Scheme 1)。我们选择N,N’-双(正丁基)均苯四甲酸二亚胺(PDI)作为受体,因为它是一种流行的缺电芳香族二亚胺。在四氢呋喃(THF)中直接共结晶得到的P5-PDI微晶纤维素由于P5和PDI之间的螺旋ct相互作用而呈现红色。有趣的是,通过真空加热除去溶剂分子导致CT相互作用的破坏和白色共晶体材料的形成(P5PDIa)。P5-PDIa对卤代烷的挥发性有机化合物(VOCs)显示出选择性的显色特性,伴随着由蒸汽引起的从白色到红色或橙色的颜色变化以及晶相结构转变。

图1(a)的化学反应机构 P5和PDI的共晶主成(b) 卤代烷原子和c) 另外选择的发挥性充分有机物。P5-PDI共氯化钠晶状体还可以更方便地在10克面积上分离纯化,只需在高温下过慢汽化P5和PDI的THF趋于稳定盐溶液(1∶1摩尔比)。然后呢在四天内争取P5-PDI的桔红色小块共氯化钠晶状体。漫反射强度光谱图显示行成了CT组合体。x光氯化钠晶状体学讲解显示P5PDI在单斜晶系C2/c中晶体。在P5和PDI的1:1壁上CT组合物中(Fig. 1 a),发生质心-质心空距为3.54埃和3.43埃的行间隔这显示这两个系统互为间有过强的交流电互红外感应器互为目的。

图2 a) P5-PDI的多晶硅成分。破折号是π⋅⋅⋅π 活动[Å] 和C−H⋅⋅⋅O氢键[Å]. (二) P5-PDI的累积经营模式。(三) P5-PDI和P5-PDI的全部图片α. (d) P5-PDI和P5-PDI的PXRD图谱α. 边侧:P5-PDI;上面:模仿P5-PDI;左下角:P5-PDIα.后会,编辑为得到无溶液活性炭吸和气体变黄变黑相关材料,将P5-PDI共结单硫化锌绞碎成粉未,并实现在75℃真空箱供暖12天来产甲烷。在漫反射层光谱仪中就是没有发现了显然的CT释放带(Fig. 2b)。这个分享发现,弄掉溶液原子结构后,P5和PDI范围内的原子结构间CT互相反应被危害。直得还要注意的是,P5-PDI产甲烷共结单硫化锌的粉未X放射性元素衍射(PXRD)图与原始社会P5-PDI的试验和虚拟图完成各种不同(Fig. 1d),发现在产甲烷时中生成打了个种新的未知之数结单硫化锌多晶型物(P5-PDIa)。还有就是实现由N2活性炭吸-解吸等温线试验知道其BET从表面积很小(0.93 m2·g-1),证明文件该 P5-PDIa共结单硫化锌是无孔的。除此囿于,P5-PDIa的热重分享(TGA)在250℃有以下就是没有体现一点净重折损,体现其高固判定。

图2 P5-PDI图片视频α 泄露于多种多样卤代烷空气压缩后。(二) P5-PDI的漫漫反射光谱分析α 溶解卤代烷空气压缩前面接下来。(三) P5-PDI的PXRD谱图α 在(I)猎取(II)CHCl3、(III)CH3I、(IV)CH2Cl2、(V)CH2Br2、(VI)BrCH2CH3、(VII)ICH2CH3、(VIII)ClCH2CH2Cl和(IX)BrCH2CH2Br前面和接下来。随后着,小说作者探究了P5-PDIa对卤代烷的化掉器现象。在卤代烷在制药企业和设计化学化工中多做为萃取剂或不起作用物,吸出和的检测卤代烷对区域环境和人工绿色还兼具着重要性重要性。有趣的英语的是,将P5-PDIato裸漏在所有卤代烷(通常是还兼具着一或俩个碳的卤代烷烃)空气压缩中会引致从黑色到鲜黑色或橘色的很大彩色发展规律(Fig. 2a)。这类有色板块液体采用固定太阳光的紫外线-看得出漫散射光谱分析做好自动测量,在455-500nm使用范围内屏幕上显示比较清楚的释放率(Fig. 2b)。单独,P5-PDIa的化掉器不起作用还兼具着非特异聊天首选性。当P5-PDIa在室内温度下裸漏于的常见的的易挥发性设计有机物空气压缩(如甲醇、乙酸乙酯、甲苯、环己烷、环己烷、苯、甲苯、邻二甲苯、乙苯和苯酚)时,找不到关注到彩色发展规律。肯定目光的是,既然正己烷没法激发CT共晶状体的建立,但它还可以被P5-PDIa吸出。
为了理解蒸汽诱导颜色变化的机理,作者试图获得P5、PDI和相应卤代烷的单晶结构,并成功地确定了七种结构(Fig. 3a-g)。此外,这些晶体中广泛存在弱的C-H…O/O…H键,进一步稳定了共晶体。简而言之,卤代烷通过氢键作为PDI分子的连接体,有助于形成具有良好稳定性的共晶体。

图3 a)的多晶硅设备构造和PXRD图 CHCl3@P5-PDI,b) CH3I@P5-PDI,c) BrCH2CH3@P5-PDI,d) ICH2CH3@P5-PDI,e) CH2Cl2@P5-PDI,f) CH2Br2@P5-PDI 和g) BrCH2CH2Br@P5-PDI.17 就PXRD图型,最上层从多晶硅设备构造摸拟的,底端是P5-PDI的实践图型α 吸附性合理的卤代烷蒸汽发生器。在溶解卤代烷烃饱和蒸汽后,我们仔细探究到P5-PDIa明星其他的PXRD经营经济模式切换(Fig. 2c),体现了了溶解释放了晶胞到晶胞的转为。一些测试PXRD经营经济模式切换与一定单晶硅空间成分的模仿经营经济模式切换很相符(Fig. 3),体现了P5-PDIa转为为Fig.3a-g图示的CT共晶胞空间成分。在顺利通过电加热除去溶解的卤代烷然后,该空间成分赶回到P5-PDIa的缺省心态。不一样的,然而没得仔细探究到样色变换,PXRD分享显示信息,正己烷的摄取量分析了从P5-PDIa到新空间成分的固态硬盘安装转变。
综上所述,我们设计并构建了基于富电子P5大环和缺电子PDI的新型大环共晶结构P5-PDI,它显示出对卤代烷蒸气而非其他常见挥发性有机化合物的可区分的蒸气变色响应。单晶分析和PXRD曲线表明蒸气致变色的机制来自于蒸气诱导的固态结构变化,其中卤代烷烃和PDIs之间的碳-氢氧/氧氢键在向共晶体的转变中起着重要作用。微晶纤维素兼具大环晶体材料和有机共晶体的特点和优势。大环/主客体化学和共晶体工程的这种结合为光电器件和吸附/分离材料提供了广泛的机会。
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