本论文首先综述了现场红外光谱电化学的方法、实验技术以及研究现状及其进展。开展了系列生物活性物质和具有良好非线性光学性质的化合物的电化学和现场红外光谱电化学研究,主要包括:两种简单的咔唑类物质:咔唑和9—乙基咔唑的电子转移机理,三种新型的苯基取代二茂铁衍生物、两种新型的咔唑基团取代二茂铁衍生物的电子传递行为及电子转移机理。为新型功能材料的分子设计和了解这些物质的反应路径及提供了分子水平的有用信息,对于生命科学、材料的研究具有一定的参考价值。 1.运用循环伏安、薄层伏安、现场红外和现场紫外光谱电化学研究了两种简单的生物活性物质:咔唑(CZ)和9—乙基咔唑(ECZ)的电化学行为和光谱电化学行为。对CZ的电化学氧化产物进行了表征,探讨了ECZ的电子转移机理。结果表明:ECZ和CZ一样,电极过程均为ECE过程:先发生一步单电子氧化生成活泼的阳离子自由基,既而发生后行化学反应生成相应的二聚体。二聚体发生的是连续的两步可逆的氧化还原反应。 2.综合运用了循环伏安,差分脉冲,微电极线性电位扫描等电化学手段和现场红外光谱电化学研究了五种新型的二茂铁衍生物的电子在分子中的传递行为和电子转移机理,初步从分子水平上探讨不同的结构对端基的氧化还原活性中心的氧化还原性质的影响,结果显示:在0-1000mV范围内它们发生的均是可逆的氧化还原反应,其中对苯双二茂铁(2FcPh)、联苯双二茂铁(2Fc2Ph)、均苯三二茂铁(3FcPh)和咔唑双二茂铁(2FcCZ)均为连续的单电子转移过程,分子上所有的二茂铁基在相同的电位下被氧化。现场红外谱图进一步证实了它们为连续的多步单电子转移,现场红外谱图显示了电子在整个共轭体系上的传递行为。