毕业论文课题相关文献综述

文 献 综 述

一、 引言

自从卡宾作为一种反应中间体被确定以后,它在有机化学领域扮演着越发重要的角色。许多早期的实验室工作是在20世纪50年代由Skell完成的^[1]。1964年Fischer等^[2]将卡宾引入到无机和金属有机化学中以后,金属卡宾在有机化学中得到了广泛的应用^[3]。1968年Ofele和Wanzlick等合成了N-杂环卡宾的金属络合物^[4-5],但他们仅限于金属络合物的研究。在1991年Arduengo第一次分离得到了稳定的游离N-杂环卡宾^[6]以后,N-杂环卡宾引起了人们的极大兴趣。这一领域成为了近年来有机化学的研究热点之一。将N-杂环卡宾应用到金属表面作为涂层，从而能够减少原有金属表面层性质改变的概率这一研究点目前鲜有人研究。这里，将介绍铜表面卡宾自组装层的研究。

二．物质基本介绍

1、卡宾

卡宾，又称碳烯。一般以R₂C表示，通常由含有容易离去基团的分子消去一个中性分子而形成。与碳自由基一样，属于不带正负电荷的中性活泼中间体。卡宾有两种结构，在光谱学上分别称为单线态和三线态。单线态卡宾中，中心碳原子是sp²杂化，两个sp²杂化轨道与两个基团成键，一个sp²轨道容纳一对未成键电子，此外还有一个垂直于sp²轨道平面的空p轨道；R-C-R键角大约100到110；三线态卡宾有两个自由电子，为直线形的sp杂化两个直线型sp轨道与两个基团成键，碳上还有两个自旋相互平行的电子分占两个p轨道，键角大约136~180。除了二卤卡宾和与氮、氧、硫原子相连的卡宾，大多数的卡宾都处于非直线形的三线态基态^[7]。卡宾是有机反应的一种重要的活性中间体，虽然光谱研究已经证明了游离卡宾的存在，但是由于其在大多数条件下反应活性高、寿命短因而难以分离和表征。此外，其高活性和低反应选择性常常限制了游离卡宾在有机化学中的应用。

2、氮杂环卡宾

氮杂环卡宾根据其结构不同，主要可分为以下4类型：咪唑型氮杂环卡宾、咪唑啉型氮杂环卡宾、三唑型氮杂环卡宾和苯并咪唑型氮杂环卡宾。除此以外，人们还合成出了四元环^[8-9]、六元环^[10-11]和七元环^[12]的氮杂环卡宾。N-杂环卡宾一般以单线态形式存在,卡宾碳原子采用sp²杂化形式,卡宾碳原子周围只有六个电子,是一个缺电子体系。卡宾碳原子上的一对电子处在R轨道上。从共轭效应考虑,两个氮原子p轨道上的孤对电子和卡宾碳原子上的空p轨道可以发生给电子共轭效应,这样可以降低卡宾碳原子的缺电子性。从诱导效应考虑,两个电负性较大的氮原子与卡宾碳原子相连,由于氮原子的吸电子作用能够使卡宾碳原子上的孤对电子趋于稳定。另外, C C双键参与共轭也能够增加体系的稳定性,因此由咪唑形成的N-杂环卡宾是一个比较稳定的体系。由于卡宾中心碳原子存在未成对电子,具有强的给电子能力和配位能力，稳定性高，因此引起了人们的兴趣，得到了广泛的研究。

3、铜

铜元素是一种金属化学元素，也是人体所必须的一种微量元素，铜也是人类发现的最早的金属之一，是人类广泛应用的一种金属，属于重金属。铜呈紫红色光泽的金属，密度8.92克/立方厘米，熔点1083.40.2℃，沸点2567℃。有很好的延展性。导热和导电性能较好。铜有29个同位素，Cu（63）和Cu（65）很稳定， Cu在自然存在的铜中约占69%；它们的自旋量子数都为3/2。铜的晶体类型为面心立方结构。铜是不太活泼的重金属，在常温下不会干燥空气中的氧化合。铜是一种红色金属，同时也是一种绿色金属。说它是绿色金属，主要是因为它熔点较低，容易再溶化、再冶炼，因而回收利用相当地便宜。铜是与人类关系非常密切的有色金属，被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑行业、国防工业等领域。也正因为铜的广泛使用，所以如何保证铜表面功能性不受破坏也是现在工业生产生活的重要议题。