許秋對引入氰基這個基團很感興趣,之前有調研過氰化物相關的知識,此時剛好用上。
“無機的氰化物,比如氰化鈉、氰化鉀這類的無機鹽,確實毒性非常高,一點點劑量就會嗝屁的那種。
不過要上氰基的話,用的是有機氰化物,相對來說毒性沒那麼高,比如常用的乙腈溶劑隻是中等毒類。
而氰化物中毒的原理,是遊離的氰離子可以抑製體內細胞多種酶的活性,使細胞缺氧窒息死亡,有機氰化物在體內解離成為氰離子的量並不大。
雖說如此,如果直接接觸、大量吸入有機氰化物蒸汽,還是有很大危險性的,包括想引入氟原子,也要涉及到氟試劑的使用。
總之,我隻是提個建議,具體怎麼做還要學姐看你自己的想法。”
“好,我再考慮考慮,”陳婉清點點頭,“今天先按照現有設計的C4分子合成吧。”
A502實驗室。
工作效率降低的DEBUFF已經消失,許秋乾勁滿滿,準備著玻璃儀器、磁性攪拌子等必要設備。
他選擇的兩條改進路徑,分彆是稠環化,以及引入雜原子——硒。
對於剛合成出的3DPDI分子來說,中間的核單元與周圍PDI分子是通過“一根”碳碳單鍵相連接的。
碳碳單鍵可以旋轉,因此分子結構的不固定,形成多種分子構象,這會破壞整個分子的共軛結構,不利於分子內的電荷輸運。
而稠環化,就是將核單元與周圍PDI分子通過“兩根”碳碳單鍵相連接,就可以穩固分子構象,提高分子的共軛性。
就比如兩個人手拉手,隻是單手拉著,那麼活動起來非常方便,可以解鎖很多姿勢;
但如果雙手都拉上,兩個人的姿勢就被限製住,想玩出什麼花樣來就很困難了。
稠環化的這個思路,本質上還是在模仿富勒烯C60這樣的球體結構。
C60的整個分子都是稠環結構,在球體表麵共軛體係是連為一體的,電荷輸運的能力非常強。
另外一個引入硒原子的方法,是許秋根據現有文獻找到的思路,算是在舊瓶裝新酒。
在有機光伏材料中,引入硫、硒、氟等元素,可能會提高材料的光電性能,這裡想引入氟原子比較難,他最終選擇了硒。
至於光電性能提升的具體原理是什麼,現在學術界也沒有一個統一的說法。
很多問題在現階段都是沒有答案的,但不妨礙人們去應用它們。
……
開始實驗。
第一個反應是PDI3B5的光環化反應。
所用的原料是PDI3B5,碘單質作為催化劑,溶劑是甲苯,條件是常溫、光照,反應時間為24小時。
首先重蒸甲苯,然後在反應瓶中加入剩餘的幾十毫克PDI3B5材料。
小分子的反應,對溶劑加入量的要求不高,許秋便在反應瓶中加入了15毫升重蒸過的甲苯,溶解原料。
接著,加入1毫克的單質碘。
最後,將裝置至於高壓汞燈的照射下,大街上的路燈很多就是高壓汞燈,具有低成本、光效高、壽命長、省電等優點。
這個反應,應該是許秋做合成實驗以來,最簡單的一次反應了,幾乎沒花費什麼功夫,就完成了,也沒什麼危險性。
唯一的缺點就是反應時間略長了一點,要等一整天。
第二個反應是PDI3B6的硒化反應,分為兩步進行,第一步在PDI分子灣位引入一個硝基,第二步用硒原子取代硝基。
第一步的反應,原料是PDI3B6和濃硝酸,溶劑是二氯甲烷,條件是常溫,反應時間8小時。
這次倒是不用重蒸溶劑,直接在反應瓶中加入稱量好的PDI3B6材料,以及10毫升的二氯甲烷。
然後,將3毫升的發煙硝酸溶於5毫升的二氯甲烷,所謂的發煙硝酸,就是硝酸濃度在90%97.5%的液體,因為溶解了部分二氧化氮而呈紅褐色,腐蝕性極強,可用作火箭燃料。
因為發煙硝酸的高危險性,在取用的時候,許秋特意多戴了一層手套,把通風櫥的玻璃拉到最下麵,這才擰開試劑瓶的瓶蓋。
即使這樣,還是有一絲絲酸的味道泄露了出來。
配好的發煙硝酸溶解後,許秋將溶液緩慢滴入反應瓶中,一滴一滴的滴加,沒有全部加完,隻加了0.3毫升。
最後,加入一粒磁力攪拌子,常溫下攪拌。
兩個反應投好,隻用了不到一個小時的時間。
反應路線是許秋自己設計的,反應條件則是根據文獻資料總結出來的。
雖然大多數有機反應,都在教材上有較為通用的反應條件,但對特定的、專業性比較強的分子,比如PDI的合成反應,文獻的指導意義非常重大。
如果沒有文獻參考,光摸索條件可能都得摸索個三五天,甚至一兩周。
不過,他的分子結構畢竟和文獻中隻是相似,而不是完全一樣。
因此許秋對於最終能否得到想要的結果,心裡也沒底。
至於動用係統的力量,比如模擬實驗室I,也不是很有合適。
目前他有了模擬實驗室II,模擬實驗室I已經很少啟用了。