实验二 偶氮苯及其衍生物综述
双偶氮苯-二苯并[b,i]噻蒽-[2,3-b]苯-5,7,12,14-四酮衍生物分子
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双偶氮苯-二苯并[b,i]噻蒽-[2,3-b]苯-5,7,12,14-四酮衍生物分子的二阶非线性光学性质第一篇范文双偶氮苯-二苯并[b,i]噻蒽-[2,3-b]苯-5,7,12,14-四酮衍生物分子的二阶非线性光学性质在现代光电子学和光信息技术领域，非线性光学材料因其能够在极其紧凑的频率范围内产生超连续谱而备受关注。
非线性光学效应，尤其是二阶非线性光学效应，如二次谐波生成（SHG）、三次谐波生成（THG）和四次谐波生成（FHG），为频率转换、激光频谱扩展和光学通信等领域提供了重要的技术手段。
近年来，双偶氮苯-二苯并[b,i]噻蒽-[2,3-b]苯-5,7,12,14-四酮衍生物分子的二阶非线性光学性质引起了人们极大的研究兴趣。
这种衍生物分子具有独特的分子结构和电子性质，使其在非线性光学应用中具有巨大的潜力。
首先，双偶氮苯-二苯并[b,i]噻蒽-[2,3-b]苯-5,7,12,14-四酮衍生物分子具有高度的非线性响应。
其分子结构中的偶氮苯和二苯并[b,i]噻蒽片段具有强烈的共轭效应，使得分子在光频范围内表现出显著的非线性极化特性。
实验和理论计算表明，该衍生物分子的二次谐波生成效率高达1.2×10^-10 esu，远高于传统的非线性光学材料。
其次，双偶氮苯-二苯并[b,i]噻蒽-[2,3-b]苯-5,7,12,14-四酮衍生物分子的光学性能稳定。
该衍生物分子在光物理、光化学性质方面表现出良好的稳定性，能够在长时间的光照和热处理条件下保持其非线性光学活性。
这一特性对于实际应用中的非线性光学器件至关重要。
此外，双偶氮苯-二苯并[b,i]噻蒽-[2,3-b]苯-5,7,12,14-四酮衍生物分子的二阶非线性光学性质具有显著的调控性。
通过改变分子结构中的取代基团，可以有效调控分子的非线性光学响应，实现对光学性能的精确调控。
这一特点使得该衍生物分子在光学器件设计和应用中具有更高的灵活性和广泛的应用前景。
偶氮苯的制备ppt课件
三、实验步骤
在干燥的100mL圆底烧瓶中，加入1.9mL（0.018mol） 硝基苯，46.5mL（1.1mol）甲醇和一小粒碘，装上球 形冷凝管，振荡反应物。加入1g除区氧化膜的镁屑， 反应立即开始，保持反应正常进行，注意反应不能太 激烈，也绝不能停止反应。待大部分镁屑反应完全后， 再加入1g镁屑，反应继续进行，反应液由淡黄色渐渐 变成黄色，等镁屑完全反应后，加热回流30min左右， 溶液呈淡黄色透明状。趁热将反应液在搅拌下倒入 70ml冰水中，用冰醋酸小心中和至pH为4~5，析出澄 红色固体，过滤，用少量水洗涤固体，固体用50%乙 醇重结晶。得到约1g产品，纯反式偶氮苯为澄红色片 状晶体，熔点68.5℃ 。
偶氮苯的制备及其光化异构化
10学时
1
实验目的
了解偶氮苯的制备及光学异构的原理。 掌握薄层色谱分离异构的方法。
2
实验原理
偶氮化合物具有各种鲜艳的颜色，多数偶 氮化合物可用作染料，称为偶氮染料，它 们是染料中品种最多、应用最广的一类合 成染料。
偶氮化合物：N原子是以sp2杂化,偶氮化合 物存在顺反异构体可发生还原反应,例如： 重氮基中间断开，生成两波 长有关。当用波长为365nm的紫外线照射 偶氮苯的苯溶液时，生成90％以上的热力 学不稳定的顺式异构体；若在日光照射下， 则顺式异构体仅稍多于反式异构体。反式 偶氮苯的偶极距为0，顺式偶氮苯的偶极距 为3.0D。两者极性不同，可借薄层色谱把 它们分离开，分别测定它们的值。
3
制备偶氮苯最简便的方法是用镁粉还原溶 解于甲醇中的硝基苯。反应为：
4
硝基化合物易被还原，可在酸性还原系统中 （Fe、Zn、Sn和盐酸）或催化氢化为胺。
硝基苯在酸性条件下用Zn或Fe为还原剂还原， 其最终产物是伯胺。
制偶氮苯实验报告
1. 学习偶氮苯的制备方法。
2. 掌握实验操作技巧，提高实验技能。
3. 了解偶氮苯的物理和化学性质。
实验原理：偶氮苯是一种重要的有机化合物，其分子结构中含有两个苯环和一个亚氨基（-N=N-）。
本实验采用重氮化法合成偶氮苯。
首先，将邻氨基苯甲酸与亚硝酸钠在酸性条件下进行重氮化反应，生成重氮盐；然后，将重氮盐与苯酚在碱性条件下反应，生成偶氮苯。
实验材料：1. 邻氨基苯甲酸（0.1 mol）2. 亚硝酸钠（0.1 mol）3. 盐酸（浓）4. 苯酚（0.1 mol）5. 氢氧化钠（固体）6. 硼酸（饱和溶液）7. 乙醇8. 乙醚9. 紫外可见分光光度计10. 滤纸11. 烧杯12. 玻璃棒13. 滴管14. 实验记录本1. 将0.1 mol的邻氨基苯甲酸和0.1 mol的亚硝酸钠溶解于适量的盐酸中，配成混合溶液。
2. 将混合溶液滴入装有苯酚的烧杯中，边滴边搅拌，使溶液混合均匀。
3. 向混合溶液中加入适量的氢氧化钠固体，调节pH值为10-11。
4. 在室温下反应1小时，期间每隔10分钟搅拌一次。
5. 反应结束后，将混合溶液用滤纸过滤，滤液用乙醇萃取。
6. 将萃取液蒸干，得到固体产物。
7. 对产物进行提纯，先用乙醚萃取，然后用乙醇重结晶。
8. 使用紫外可见分光光度计测定偶氮苯的吸光度，计算其纯度和产率。
实验结果：1. 偶氮苯的纯度为98.5%，产率为85%。
2. 偶氮苯的吸收光谱：λmax = 440 nm。
3. 偶氮苯的熔点为67-69℃。
实验讨论：1. 本实验中，邻氨基苯甲酸与亚硝酸钠的重氮化反应较为顺利，重氮化产率较高。
2. 在偶氮苯的合成过程中，pH值的控制对反应的影响较大。
实验中，pH值控制在10-11范围内，能够保证反应顺利进行。
3. 偶氮苯的提纯过程中，乙醇重结晶法能够有效提高产物的纯度。
4. 偶氮苯的紫外可见吸收光谱表明，其在440 nm处有较强的吸收峰，与文献报道相符。
实验结论：本实验成功制备了偶氮苯，纯度和产率较高。
偶氮苯的光化异构体实验报告
偶氮苯的光化异构体实验报告引言光化异构体是指分子在光照条件下发生构型的转变，通常由有机分子中的共轭体系引起。
偶氮苯是典型的一个具有光化异构体的化合物，其具有两种异构体：顺式和反式。
本实验旨在通过光照条件下对偶氮苯的实验操作，观察和分析顺式和反式异构体的转变。
实验方法材料准备1.偶氮苯（纯度≥99%）2.水（蒸馏水）3.乙醇（纯度≥99%）4.紫外可见分光光度计5.实验室用具：试管、试剂盖、移液管等操作步骤1.实验者佩戴实验室必要的个人防护用具，如实验手套、护目镜等。
2.使用天平称取适量的偶氮苯样品，确保样品的质量准确。
3.在试管中加入适量的纯净水和乙醇，制备符合实验需要的溶液浓度。
4.放置试管在光照条件下，照射一定时间，以观察偶氮苯的光化异构体转变过程。
5.使用紫外可见分光光度计对实验前后的样品进行光谱分析，获取相关数据。
6.将实验得到的数据进行整理和分析。
实验结果观察结果在进行光照条件下的实验操作后，我们观察到偶氮苯发生了光化异构体的转变。
以下是我们观察到的主要结果： 1. 顺式异构体的光吸收峰发生了变化，从较长波长位置向较短波长位置移动。
2. 反式异构体的光吸收峰也发生了变化，从较短波长位置向较长波长位置移动。
3. 在光照时间延长的情况下，顺式异构体的转变速率较快，而反式异构体的转变速率较慢。
数据分析通过对实验结果的光谱分析，我们可以得出以下结论： 1. 光照条件下，顺式异构体的能量状态发生了变化，使其吸收峰从较长波长向较短波长位置移动。
这可能是由于共轭体系结构的调整。
2. 反式异构体在光照条件下也发生了结构变化，其吸收峰向较长波长位置移动。
这可能是由于共轭体系的改变导致的。
实验讨论光化异构体机理1.偶氮苯的顺式和反式异构体是由于其结构中含有连续的双键构型，这种双键构型在光照条件下易于形成共轭体系。
2.光照条件下，偶氮苯分子中的双键发生光激发，使其共轭体系发生变化，从而引发顺式和反式异构体的转变。
双偶氮化合物及其制备方法
双偶氮化合物及其制备方法双偶氮化合物是一类含有两个偶氮基团的有机化合物，通常具有艳丽的颜色和较好的光学性能，因此在染料、光电子器件等领域具有广泛的应用前景。
双偶氮化合物的制备方法包括传统的偶氮基团偶环化合成法、溴化法、磺胺偶化法、氨基取代法等。
本文将结合实验条件、反应机理等方面，介绍几种常见的双偶氮化合物及其制备方法。
第一种常见的双偶氮化合物是偶氮联苯。
偶氮联苯是一种重要的偶氮染料，具有艳丽的颜色和较好的阳离子吸附性能。
偶氮联苯的制备方法主要包括传统的偶氮化合成法和磺胺偶化法。
传统的偶氮化合成法是将苯胺通过硝化反应生成对硝基苯胺，再通过热偶合反应生成偶氮联苯。
而磺胺偶化法是将含有氨基和磺酸基团的化合物与硝化剂反应生成硝基化合物，再通过热偶合反应生成偶氮联苯。
第二种常见的双偶氮化合物是偶氮芳香烃。
偶氮芳香烃是一类具有较好发色性能和光学性能的化合物，广泛应用于染料、光电子器件等领域。
偶氮芳香烃的制备方法包括溴化法和氨基取代法。
溴化法是将含有二氯苯基的芳香烃和溴化剂反应生成溴代化合物，再将其与含有氨基的化合物反应生成偶氮芳香烃。
而氨基取代法是将含有氨基的芳香烃与含有硝基的氨基取代剂反应生成偶氮芳香烃。
第三种常见的双偶氮化合物是偶氮酚。
偶氮酚是一种具有较好的发色性能和抗光效果的化合物，广泛应用于染料、光电子器件等领域。
偶氮酚的制备方法包括偶氮化合成法和磺胺偶化法。
偶氮化合成法是将酚类化合物通过硝化反应生成硝基化合物，再将其与偶氮化合成法生成的偶氮化合物反应生成偶氮酚。
而磺胺偶化法是将含有氨基和磺酸基团的化合物与硝化剂反应生成硝基化合物，再通过热偶合反应生成偶氮酚。
在制备双偶氮化合物的过程中，需要注意反应条件的调控，合理选择反应物和催化剂，控制反应的温度、时间和溶剂等因素，从而提高产率和质量。
另外，反应机理的理解也是制备双偶氮化合物的关键，只有深入了解反应机理，才能选择合适的反应方法和条件，提高合成效率和产率。
偶氮笨制备实验报告
一、实验目的1. 了解偶氮苯的合成原理及反应条件；2. 掌握偶氮苯的制备方法及操作步骤；3. 学习有机合成实验的基本技能，提高实验操作能力。
二、实验原理偶氮苯是一种重要的有机化合物，广泛应用于染料、橡胶、塑料等行业。
其合成方法主要有硝基苯与镁粉、乙醇在碘催化下反应制备偶氮苯。
反应方程式如下：C6H5NO2 + Mg + CH3OH → C6H5N=N-C6H5 + Mg(OH)2三、实验仪器与试剂1. 仪器：反应瓶、冷凝管、烧杯、冰水浴、抽滤装置、真空干燥器、分析天平、研钵、研杵、滤纸等；2. 试剂：硝基苯、镁粉、乙醇、碘、冰醋酸、95%乙醇、蒸馏水等。
四、实验步骤1. 准备反应物：称取一定量的硝基苯、镁粉、乙醇，分别置于反应瓶中；2. 加入催化剂：向反应瓶中加入一小粒碘；3. 加热反应：装上冷凝管，加热反应液，使反应液回流30分钟；4. 停止反应：待反应液回流结束后，停止加热；5. 冷却反应液：将反应液冷却至室温；6. 中和反应液：向反应液中加入适量的冰醋酸，用冰水浴冷却，使反应液pH值调至4～5；7. 抽滤：将反应液抽滤，收集固体；8. 洗涤固体：用少量冰水洗涤固体；9. 重结晶：将洗涤后的固体用95%乙醇重结晶；10. 干燥：将重结晶后的固体在真空干燥器中干燥，得到偶氮苯产品。
五、实验结果与讨论1. 实验结果：通过上述实验步骤，成功制备了偶氮苯产品，产率为80%；2. 实验讨论：本实验中，硝基苯与镁粉、乙醇在碘催化下反应制备偶氮苯。
反应过程中，温度、时间、催化剂用量等条件对反应产率有较大影响。
实验结果表明，在反应温度为100℃，反应时间为30分钟，催化剂用量为0.5g时，偶氮苯产率为80%。
六、实验结论1. 本实验成功制备了偶氮苯产品，产率为80%；2. 通过实验，掌握了偶氮苯的合成原理及反应条件，熟悉了实验操作步骤；3. 提高了有机合成实验的基本技能，为后续实验研究奠定了基础。
七、实验注意事项1. 实验过程中，应严格按照操作步骤进行，注意安全；2. 操作过程中，应避免直接接触反应物，防止中毒；3. 实验结束后，应及时清理实验器材，确保实验环境整洁。
偶氮苯
液晶弹性体
反式偶氮苯在热力学上处于稳定构象，呈棒状结构，其形 状与液晶分子相似，对整个液晶体系有着稳定化作用； 顺式偶氮苯则是弯曲结构，倾向于使整个液晶体系发生取 向紊乱 。
液晶弹性体
在紫外光照射下，当偶氮苯分子发生反式到顺式的光异构 化反应时，由于液晶基元的协同运动使得部分液晶基元的 排列方向紊乱，引起液晶相到各向同性相的相转变，并且 分子取向的变化将进一步使整个高分子网络产生各向异性 的宏观形变。而且这种由液晶体系的相变所产生的形变一 般都是双向可控的。
液晶弹性体
利用光能远程控制
优 点
精确调控
形变只需光能实现
微小型化 光能转化为机械能
因此，在很大程度上扩展了材料的应用范围
超分子自组装
聚丙烯亚胺树状分子在空气 —水 界面的自组装过程
用365纳米光照此单 层会促使表面张力 的增加，在254纳米 下又恢复到原始态。 LB膜随后转移到被 铝覆盖的玻璃片上， 研究其电特性，反 式和顺式的电阻率 值有很大差异。
在金电极表面修饰β-环糊精，通过光照射使双吡啶偶氮苯 分子在电极表面可逆组装合脱落，电极电流就会可逆变化， 进而可以通过光来控制电流信号。
电活性基团二茂铁离电极距离不同，电子转移速度就不同， 表观氧化电流会随着偶氮苯基团顺反异构而发生变化，其 可以通过光照来控制，得到了纳米尺度的光控电流器件。
主客体识别
光控智能催化剂
在环糊精上引入一个带有组氨酸催化功能及偶氮苯光功能 基团的侧基，研究该催化器件对酯水解的光控催化效果。
偶氮苯基团处于反式时，其对酯水解的催化效率较低；光照 后，偶氮苯基团从环糊精空腔中脱出，被催化单体进入，并 且此时组氨酸基团靠近被催化单体，使得催化效率大大提高。
邻苯二酚偶氮苯衍生物-苯硼酸体系对糖的识别
邻苯二酚偶氮苯衍生物-苯硼酸体系对糖的识别近年来，糖类分子的识别与检测已成为化学领域研究的热点之一。
糖类分子的检测对于食品安全、生物医药、环境监测等领域具有重要意义。
邻苯二酚偶氮苯衍生物-苯硼酸体系是一种新型的糖类分子识别体系，其具有高灵敏度、高选择性和快速响应的特点，因此在糖类分子的检测领域具有广泛的应用前景。
一、邻苯二酚偶氮苯衍生物-苯硼酸体系的原理邻苯二酚偶氮苯衍生物-苯硼酸体系是一种基于分子识别的化学传感器。
该体系由邻苯二酚偶氮苯衍生物和苯硼酸组成。
苯硼酸具有与糖类分子结合的能力，而邻苯二酚偶氮苯衍生物则具有荧光性质。
当苯硼酸与糖类分子结合时，可以使邻苯二酚偶氮苯衍生物的荧光强度发生变化，从而实现对糖类分子的检测。
二、邻苯二酚偶氮苯衍生物-苯硼酸体系对糖的识别机理苯硼酸与糖类分子结合的机理是通过糖类分子的羟基与苯硼酸的硼酸基团形成氢键相互作用。
这种相互作用可以使苯硼酸与糖类分子形成稳定的配合物，从而实现对糖类分子的识别。
邻苯二酚偶氮苯衍生物的荧光性质与分子结构密切相关。
当邻苯二酚偶氮苯衍生物处于自由状态时，其荧光强度较弱。
但是当邻苯二酚偶氮苯衍生物与苯硼酸结合后，由于苯硼酸与糖类分子的结合能力更强，因此可以使邻苯二酚偶氮苯衍生物的荧光强度发生明显的增强。
这种增强的荧光信号可以用于检测糖类分子的存在和浓度。
三、邻苯二酚偶氮苯衍生物-苯硼酸体系在糖类分子检测中的应用邻苯二酚偶氮苯衍生物-苯硼酸体系在糖类分子检测中具有很高的灵敏度和选择性。
该体系可以用于检测多种糖类分子，包括葡萄糖、果糖、半乳糖等。
同时，该体系对于其他分子的干扰较小，因此可以实现对糖类分子的准确识别。
例如，研究人员利用邻苯二酚偶氮苯衍生物-苯硼酸体系成功实现了对葡萄糖的检测。
在实验中，研究人员将邻苯二酚偶氮苯衍生物和苯硼酸混合后，加入不同浓度的葡萄糖溶液。
实验结果表明，当葡萄糖的浓度为0.1 mM时，荧光强度可以增强5倍以上。
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3．展开
将展开剂5mL倒入层析缸中，盖上盖子让 层析缸内蒸气饱和5min～10min。将点好样品 的薄层板放入层析缸中进行展开。点样线必须
保持在液面之上。当展开剂升到距薄层顶端
1cm左右时，取出薄层板，用铅笔轻轻划出前
沿线，在空气流通处晾干。
4． Rf值的计算 分别计算出偶氮苯及对-二甲氨基偶
实验二 偶氮苯及其衍生物 的分离及鉴定(薄层色谱)
【实验目的】
1．掌握薄层色谱的原理及其特点。 2．熟悉薄层板的制备方法。 3．了解薄层色谱的显色方法。
【实验原理】
薄层色谱（薄层层析）是在柱色谱和纸色 谱的基础上发展起来的一种微量、快速而又操 作简便的色谱法。与柱色谱与纸色谱相比，薄 层色谱具有分离效率高、灵敏度高、应用面广 以及层析后可用各种方法显色等优点。 薄层色谱法在有机化学中的主要用途为： 1．确证两个化合物是否相同；2．测定混合物 中组分数目；3．监控合成反应的进程；4．监 控柱层析分离的有效程度。 薄层色谱可用着定性分析外，还可与比色 法相配合起来作定量分析。
③ 对于一般的定性实验，用载玻片
（7.5cm×2.5cm）制成的硬板完全可以获得满意
的结果。
④ 制备所用的薄层板必须表面光滑、清洁。若
所用薄层板有油污的部位会发生吸附剂涂不上去 或薄层易剥落的现象。 ⑤ 偶氮苯的参考Rf值：0.6；对-二甲氨基偶氮 苯的参考Rf值：0.2。
【思考题】
1．根据本次实验，在展开剂（四氯化碳：氯 仿=7：3）比例条件下进行偶氮苯和对-二 甲氨基偶氮苯薄层色谱时，若增加展开剂 中四氯化碳的量，你认为二者的Rf值将有 何变化？为什么? 2．在薄层色谱法中，主要有哪些显色方法?
【实验步骤】
1． 薄层板的制备
（1）清洗薄层板：将载玻片③用肥皂水煮沸、 洗净，再用洗涤液浸泡，最后用水洗涤④，烘 干，备用。 （2）制板：称取1.2g硅胶G或CF254加3mL 蒸馏水，调成均匀的糊状，如有气泡可加1滴 ~2滴乙醇，均匀涂布于玻片上。在室温下晾 干（约30min），再移入烘箱，缓慢升温至 110℃恒温活化30min，取出稍冷后，备用。
2．点样
（1）画线：在经活化薄层板一端1cm～1.5cm 处，用铅笔轻轻画平行线，并将此线四等分， 见图4-5中的点样线。 （2）点样：用3支点样毛细管，分别取少量1% 偶氮苯溶液、0.01%对-二甲氨基偶氮苯溶液、 偶氮苯和对-二甲氨基偶氮苯混合溶液，分别 点在经活化的薄层板距下端1cm～1.5cm处(图 4-4)。点样时，应注意垂直地使点样毛细管与 薄层板轻轻接触。若一次点样量不够，可待溶 剂挥发后重复点样，斑点扩展后直径不超过 2mm～3mm。几个点样点必须属于
何种物质。
【注意事项】
（1）若认为制备的薄层板不够牢固时，可采用 0.8%的CMC-Na溶液代替蒸馏水制备薄层板。
（2）这是因为当混合剂在薄层板上爬行时，沸点 较低的和与吸附剂亲合力较弱的溶剂，在薄层两 个边缘易挥发，它们在薄层两个边缘处的浓度比 在中部的浓度小，也就是说薄层板的两个边缘比 中部含有更多极性较强的溶剂。为避免此现象的 发生，防止边缘效应。为此，需预先将层析缸用 展开剂蒸气饱和。