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  1. NTU Theses and Dissertations Repository
  2. 理學院
  3. 化學系
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dc.contributor.advisor楊吉水(Jye-Shane Yang)
dc.contributor.authorMeng-Chen Chuangen
dc.contributor.author莊孟臻zh_TW
dc.date.accessioned2021-06-15T00:14:51Z-
dc.date.available2014-08-20
dc.date.copyright2011-08-20
dc.date.issued2011
dc.date.submitted2011-08-15
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dc.identifier.urihttp://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/41254-
dc.description.abstract本論文探討了五苯荑衍生之分子雙剎車系統:化合物1的分子設計、合成及其性質研究。我們以五苯荑分子作為轉輪,於其中心苯環的兩端分別引入烯酮與苯乙烯等兩個基團作為剎車;透過雙鍵的異構化,化合物1共可形成四個順反異構物,其中五苯荑各受不同程度的立體阻礙,如此我們期望它能展出現四階段的轉速。
透過變溫碳譜的模擬結果,我們得知化合物 (E,trans)-1在室溫下的轉速約為8500 轉/秒,化合物 (E,cis)-1約為80 轉/秒,化合物 (Z,trans)-1約為50 轉/秒,而化合物 (Z,cis)-1因訊號過於混雜,無法做光譜模擬,但這也暗示著此時五苯荑的旋轉幾乎是停止的。
透過在不同波長下四個異構物的分佈比例,我們得知E→Z的轉換在吸光範圍內都有很好的效率,反之Z→E的轉換則幾乎不會進行;在260 nm下可進行(E,trans)-1 → (Z,cis)-1與 (E,cis)-1 → (Z,cis)-1的轉換;在290 nm下可進行(E,trans)-1 → (Z,trans)-1與 (E,cis)-1 → (Z,trans)-1的轉換。然而,當以Z位向的化合物為起始時,其在260 nm與290 nm下之cis/trans的轉換效率不佳,可能是有其它去活化路徑競爭掉了雙鍵異構化的途徑。對於Z→E的轉換,我們期望透過電化學的方式,使其經過自由基陰離子中間體來進行異構化,然而操控的條件目前仍在找尋中。
zh_TW
dc.description.abstractAbstract
In this thesis, we report the design, synthesis and performance of a brand-new molecular double brake system (1), which consists of a pentiptycene rotor, a styrene brake and an enone brake. Isomerization of double bonds would cause four isomers, corresponding to four distinct mechanical sates. Due to different extent of steric hindrance among the rotor and the two brake units in each state, compound 1 is expected to perform rotary motions of four stages.
Simulation for the 13C NMR spectra under various temperatures reveals rotation kinetics in each state. Under room temperature, (E,trans)-1 has the rotation rate of 8500 s-1, (E,cis)-1 of 80 s-1, and (Z,trans)-1 of 80 s-1. Data for (Z,cis)-1 are not available due to mixed and broadened NMR signals; however it suggests that the rotation of pentiptycene is nearly stopped in this state.
Distribution among four isomers under various irradiating wavelengths shows that E→Z conversion is highly efficient within the absorption range, while Z→E conversion almost doesn’t occur. Irradiating either of the E isomers leads to larger portion of (Z,cis)-1 under 260 nm, while more (Z,trans)-1 is obtained under 290 nm. Cis/trans conversion under 260 nm and 290 nm is inefficient for both Z isomers; other deactivating pathway may preclude their isomerization. As far as the conversion of Z→E is considered, we would like to apply electrochemical inputs, under which isomerization occurs via a radical anion intermediate. However, the operation strategy is still under study.
en
dc.description.provenanceMade available in DSpace on 2021-06-15T00:14:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2011
en
dc.description.tableofcontents目錄
致謝 I
摘要 II
Abstract III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 IX
附圖目錄 X
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 分子機械 1
1-2-1 分子機械的設計要點 1
1-2-2 以化學能驅動之分子機械 2
1-2-3 以光能驅動之分子機械 3
1-2-4 以電能驅動之分子機械 4
1-2-5 多重機械狀態之分子機械 5
1-2-6 總結 9
1-3 雙鍵之異構化作用 10
1-3-1 光異構化作用 10
1-3-2 電化學異構化 11
1-4 苯荑分子 12
1-4-1 苯荑分子之種類與命名由來 12
1-4-2 苯荑分子之特色與應用 13
1-4-3 五苯荑分子之合成 13
1-4-4 五苯荑醌分子38 14
1-4-5 五苯荑之中心苯環官能化 15
1-5 五苯荑衍伸之分子單剎車系統 16
1-5-1 五苯荑-苯乙烯組合之分子單剎車系統 17
1-5-2 五苯荑-烯酮組合之分子單剎車系統 19
1-6 研究動機 21
第二章 結果與討論 23
2-1 化合物之合成 23
2-1-1 目標化合物之逆合成分析 23
2-1-2 化合物之合成討論 23
2-2 化合物1之分子內五苯荑轉速之討論 32
2-2-1 變溫NMR與光譜模擬 32
2-2-2 化合物 (E,cis)-1之二維NMR光譜分析 35
2-2-3 化合物 (E,trans)-1之二維NMR光譜分析 39
2-2-4 化合物 (Z,trans)-1之二維NMR光譜分析 43
2-2-5 化合物 (Z,cis)-1之變溫氫譜與碳譜 47
2-2-6 化合物 (E,trans)-1之變溫碳譜與其光譜模擬 49
2-2-7 化合物 (E,cis)-1之變溫碳譜與其光譜模擬 52
2-2-8 化合物 (Z,trans)-1之變溫碳譜與其光譜模擬 57
2-2-9 化合物1之轉速總結 61
2-3 化合物1之光異構化性質 62
2-4 化合物1之四個異構物間的互相轉換 69
第三章 結論 71
第四章 實驗部分 72
4-1 實驗藥品與溶劑 72
4-2 實驗儀器 75
4-3 實驗步驟 78
參考文獻 90
dc.language.isozh-TW
dc.title五苯荑-烯酮-苯乙烯架構之分子雙剎車系統zh_TW
dc.titleA Pentiptycene-Enone-Styrene-Derived Multi-State Molecular Brakeen
dc.typeThesis
dc.date.schoolyear99-2
dc.description.degree碩士
dc.contributor.oralexamcommittee林英智(Ying-Chih Lin),鄭原忠(Yuan-Chung Cheng)
dc.subject.keyword分子剎車,五苯荑,zh_TW
dc.subject.keywordmolecular brake,pentiptycene,en
dc.relation.page123
dc.rights.note有償授權
dc.date.accepted2011-08-15
dc.contributor.author-college理學院zh_TW
dc.contributor.author-dept化學研究所zh_TW
顯示於系所單位:化學系

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