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氘代,即用氘原子(D)取代氢原子(H),是对化合物进行最微小修饰的一种化学手段和调控工具。氘代会导致氢键的几何变化,即几何同位素效应(GIE)。从整体结构和性质上理解GIE,对研究氢键系统的结构-性质关系非常重要。本文基于四氟对苯二甲酸合成了一系列有机盐化合物,大部分化合物通过羧酸与羧酸根形成短的特征氢键链结构。通过氘代,我们研究了H/D同位素效应对具有O?H???O氢键的有机盐化合物的结构和介电响应的影响。论文的主要内容包括两个部分:
第一部分:以四氟对苯二甲酸和有机胺为原料合成了 16 个不同的化合物:(C5H14N)?(C8HF4O4) (1)、(C9H22N)?(C8HF4O4) (2)、(C5H6N)?(C8HF4O4) (3)、(C6H8N)?(C8HF4O4) (4)、(C6H8N)?(C8HF4O4) (5)、(C6H8N)?(C8HF4O4) (6)、(C2H8N)?(C8HF4O4) (7)、(C4H12N)?(C8HF4O4) (8) 、 (C5H14N)?(C8HF4O4) (9) 、 (C4H12NO)?(C8HF4O4) (10) 、(C3H5N2)?(C8HF4O4) (11) 、 (C3H5N2)?(C8HF4O4) (12) 、 (CH6N)?(C8HF4O4) (13) 、(C6H16N)?(C8HF4O4) (14)、(C6H8N)?(C8HF4O4)(H2O) (15)、(C4H12N)?(C8HF4O4)?(H2O) (16)。进行了晶体结构表征及部分介电性质的研究。对化合物1-12进一步研究了H/D几何同位素效应对晶体结构的影响,证实了正的几何同位素效应。
第二部分:合成了(CH5N2)?(C8HF4O4) (17)和(C7H16N)?(C8HF4O4) (18)。研究了两个化合物的晶体结构及介电性质,进一步研究了 H/D 同位素取代对晶体结构及介电响应的影响。化合物17在低温展示出可逆的介电变化,同时H/D同位素取代,产生同位素多晶型。化合物18无介电异样,但H/D同位素取代,产生同位素多晶型。
第一部分:以四氟对苯二甲酸和有机胺为原料合成了 16 个不同的化合物:(C5H14N)?(C8HF4O4) (1)、(C9H22N)?(C8HF4O4) (2)、(C5H6N)?(C8HF4O4) (3)、(C6H8N)?(C8HF4O4) (4)、(C6H8N)?(C8HF4O4) (5)、(C6H8N)?(C8HF4O4) (6)、(C2H8N)?(C8HF4O4) (7)、(C4H12N)?(C8HF4O4) (8) 、 (C5H14N)?(C8HF4O4) (9) 、 (C4H12NO)?(C8HF4O4) (10) 、(C3H5N2)?(C8HF4O4) (11) 、 (C3H5N2)?(C8HF4O4) (12) 、 (CH6N)?(C8HF4O4) (13) 、(C6H16N)?(C8HF4O4) (14)、(C6H8N)?(C8HF4O4)(H2O) (15)、(C4H12N)?(C8HF4O4)?(H2O) (16)。进行了晶体结构表征及部分介电性质的研究。对化合物1-12进一步研究了H/D几何同位素效应对晶体结构的影响,证实了正的几何同位素效应。
第二部分:合成了(CH5N2)?(C8HF4O4) (17)和(C7H16N)?(C8HF4O4) (18)。研究了两个化合物的晶体结构及介电性质,进一步研究了 H/D 同位素取代对晶体结构及介电响应的影响。化合物17在低温展示出可逆的介电变化,同时H/D同位素取代,产生同位素多晶型。化合物18无介电异样,但H/D同位素取代,产生同位素多晶型。