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    Title: Spirooxazines/環糊精高分子內包錯合物之合成與光致變色性質研究
    Other Titles: Synthesis and Photochromism of Spirooxazines Encapsulated Within Cyclodextrin Polymers
    Authors: 王麗芬
    Contributors: 輔英科技大學 應用化學及材料科學系
    Keywords: 環糊精高分子;螺噁口秦;光致變色性質;量子化學計算;Cyclodextrin polymer;Spirooxazine;Photochromism;Quantum chemicalcalculations
    Date: 2008
    Issue Date: 2010-11-11 15:44:29 (UTC+8)
    Abstract: 本計畫擬合成環糊精高分子(cyclodextrin polymer, CD-polymer),並與螺噁口秦 (spirooxazine, SO) 形成主-客內包錯合物,SO/CD-polymer,增加光致變色性分子SO 周圍的自由體積,使SO 不受高分子鏈的影響,製備有商業價值,兼具高物性及易加工性等高分子材料優點以及快速光響應與可逆性等小分子材料優點之光致變色材料。實驗上藉由實驗設計法,尋求最佳合成條件,包括SO 取代基種類、CD 取代基種類、CD 空腔大小、CD-polymer 分子量以及溶劑極性等重要影響因子,以達到控制材料光致變色性質之目的。所合成具不同取代基之SO 與CD-polymer 衍生物利用元素分析儀 (EA)、紅外線光譜儀(IR)、掃瞄式熱分析儀(DSC)、核磁共振光譜(NMR)、X-光譜儀 (XRD) 等進行鑑定。SO 以及所形成SO/CD-polymer 之光致變色性質與光致變色反應則以紫外線/可見光光譜儀(UV/VIS) 分析。計畫中亦將完成量子化學計算,利用兩層 ONIOM (our Own N-layer Integrated Orbital molecular Mechanics) 混成方法,以Density Functional Theory (DFT) 建立研究系統之分子模式,定量地提供錯合物結構、錯合強度與光致變色性質三者間關聯性。同時由鍵長變化值(BLA 值) 作為donor-acceptor pairs (不同取代基組合) 強度與不同溶劑極性之指標,找出其與活化能間的關係。並以 DFT/SCI with the single excitation (CIS)方法最佳化SO/CD-polymer 大分子之激態幾何結構。由CIS 獲得的激態最佳幾何結構,進行TD-DFT 單點能量計算(single-point calculations),完成光致變色反應於基態與激態之最佳化幾何結構和位能面計算。比較基態與激態的相對能量,探討不同位能面可能存在之交叉點(crossing point),協助瞭解內包錯合於CD 的SO 所進行之總體光反應機制,包括激發後所發生的conformational relaxations。由理論計算協助釐清實驗所測定之結果,進一步瞭解取代基種類、 CD-polymer 分子量以及溶劑極性等因素之影響效應以及其影響源由,提供未來因應各領域需求在開發新光致變色物上重要參考依據。
    Appears in Collections:[應用化學及材料科學系] 研究計畫

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