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)的化学上格局 P5和PDI的共晶包含(b) 卤代烷分子式和c) 别全选的醛类性生物碳化合物。P5-PDI共氯化钠氯化钠晶状体会省事地在10克企业规模上制得,只需在制冷下慢慢汽化P5和PDI的THF趋于稳定硫酸铜溶液(1∶1摩尔比)。进而在5天内寄予P5-PDI的色大块共氯化钠氯化钠晶状体。漫折射光谱图意味着进行了CT结合体。x光氯化钠氯化钠晶状体学剖析意味着P5PDI在单斜晶系C2/c中沉淀。在P5和PDI的1:1侧壁CT结合物中(Fig. 1 a),具备质心-质心离为3.54埃和3.43埃的行高度这意味着俩个体系之中有好强的感应电流互传感器双方功效。

图2 a) P5-PDI的多晶硅架构。破折号象征着π⋅⋅⋅π 沟通[Å] 和C−H⋅⋅⋅O氢键[Å]. (二) P5-PDI的合成方式。(三) P5-PDI和P5-PDI的图片搜索α. (d) P5-PDI和P5-PDI的PXRD图谱α. 顶端:P5-PDI;在期间:虚拟P5-PDI;侧面:P5-PDIα.在此之后,写作者为赢得无萃取剂吸和水汽变黑文件,将P5-PDI共尖晶石粉碎机成颗粒,并借助在75℃真空度煮沸12小时英文来活性。在漫反射性光谱仪中没能凸显特别的CT释放带(Fig. 2b)。这种关察反映出,擦掉萃取剂原子核后,P5和PDI内的原子核间CT互不用被严重破坏。适合注意事项的是,P5-PDI活性共尖晶石的颗粒X光谱线衍射(PXRD)图与原状P5-PDI的调查和模拟训练图根本其他(Fig. 1d),反映出在活性整个过程中出现一个多种新的未知的尖晶石多晶型物(P5-PDIa)。还有就是借助由N2吸-解吸等温线调查确立其BET外观积异常小(0.93 m2·g-1),证明信该 P5-PDIa共尖晶石是无孔的。除此之下,P5-PDIa的热重分析一下(TGA)在250℃一些没能凸显其他称重亏损,凸显其高安稳性。

图2 P5-PDI相片α 裸露于不同卤代烷空气压缩后。(二) P5-PDI的漫反射面光谱仪α 代谢卤代烷空气压缩内外。(三) P5-PDI的PXRD谱图α 在(I)截获(II)CHCl3、(III)CH3I、(IV)CH2Cl2、(V)CH2Br2、(VI)BrCH2CH3、(VII)ICH2CH3、(VIII)ClCH2CH2Cl和(IX)BrCH2CH2Br事先和在这之后。随后着,小说作品深入分析了P5-PDIa对卤代烷的汽化犯罪行为。会因为卤代烷在医药和生物学工業中很广当作容剂或反應物,气体吸附性和检查卤代烷对室内环境和物种进化身体具备着主要功用。非常有趣的是,将P5-PDIato暴晒在各式各样卤代烷(更是要格外重视是具备着另一个或5个碳的卤代烷烃)水蒸汽式中会诱发从黄色到鲜色或蓝绿色的看不出色泽转化(Fig. 2a)。这一些彩色无水硫酸铜经过固态硬盘安装分光光度计-需要看出漫反射性光谱图确定衡量,在455-500nm超范围内信息显示清洗的吸收能力率(Fig. 2b)。同时,P5-PDIa的汽化反應具备着非特异朋友考虑性。当P5-PDIa在温度下暴晒于其他的种类的易易挥发性有机的氧化物水蒸汽式(如甲醇、工业乙醇、异丙醇、环己烷、环己烷、苯、甲苯、邻二甲苯、乙苯和苯酚)时,没观察分析到色泽转化。应主要的是,无论怎样正己烷是不能导至CT共晶胞的演变成,但它需要被P5-PDIa气体吸附性。
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)的多晶硅体设计和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 对PXRD设计,最上层是以多晶硅体设计摸拟的,底是P5-PDI的工作设计α 离心分离相应的的卤代烷空气压缩。在吸收性卤代烷烃水蒸气后,作家关注到P5-PDIa很深各种不同的PXRD基本基本模式英文(Fig. 2c),可确认了吸收性闪避了结晶状体到结晶状体的转换。哪些实验所PXRD基本基本模式英文与某些多晶硅机构的模拟机基本基本模式英文极为共同(Fig. 3),反映出P5-PDIa转换为Fig.3a-g一样的CT共结晶状体机构。在经由微波加热我们要除吸收性的卤代烷此后,该机构回归到P5-PDIa的开始工作状态。金桥接地铜绞线——加塑铜绞线的,一直以来是没有关注到有颜色变幻,PXRD研究分析呈现,正己烷的碳水化合物引导了从P5-PDIa到新机构的nvme固态图片转换。
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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