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醌类化合物在自然界当中广泛存在,其结构中的羰基官能团是氧化还原活性中心,因此醌类具有很好的电化学活性,是电子传递的优良载体。此外,醌类化合物还具有良好的生物活性,在生物体的代谢过程中发挥着重要作用。本文利用循环伏安法,现场红外光谱法,红外光谱电化学循环伏吸法和导数循环伏吸法研究了具有代表性的醌类化合物—1,4-萘醌在质子惰性溶剂和质子惰性-质子供体混合溶剂中的电化学行为;同时,对衰减全反射红外光谱电化学技术进行了初步的探索。主要的工作概括如下:1、探究了1,4-萘醌在二甲亚砜和乙腈中的电化学行为。(1)在薄层条件下,1,4-萘醌(Q)在二甲亚砜体系中的循环伏安图显示出两对氧化还原峰。我们对相应的红外3D图中的红外特征吸收峰进行了指认,1664;1510和1364,1272,1202cm-1分别用来追踪Q,Q·-和Q2-在电化学过程中的变化。从3D图中可以清楚观察到归属于Q·-的特征吸收峰1510 cm-1的吸光度在还原或者氧化过程中都表现出先增大再减小的特征,所有峰的吸光度在反应结束时都回到基值。为了对各吸收峰进行深入研究,我们对红外3D图做了进一步处理,得到了循环伏吸图和导数循环伏吸图,结果表明1,4-萘醌在DMSO溶液中的还原为连续的两步单电子转移过程,1,4-萘醌首先被还原成中间体半醌自由基,随后中间体被进一步还原成二价阴离子,即(2)在薄层条件下,1,4-萘醌(Q)在乙腈体系中的循环伏安图显示出三对氧化还原峰和一个小峰C2。在对应的红外3D图中,我们观察到了归属于二聚体的向上的红外特征峰1541 cm-1,利用了1664;1541;1510和1364,1272,1202cm-1分别追踪体系中各物种浓度的变化,其中,1664和1541 cm-1的吸光度值在反应结束时没有回到起始状态。通过对循环伏吸图和导数循环伏吸图结果的进一步分析,我们推测在乙腈溶液当中,1,4-萘醌的还原过程存在着不可逆的电化学/化学过程,二聚反应伴随着电化学反应同时发生。我们推测可能的反应机理如下:C1/A1: Q+e(?)Q← Q+Q←(?)Q2← C3/A3:Q←+e(?)Q2←Q2-+e(?)Q22-C4/A4:Q22-+e(?)Q23-2、探究了1,4-萘醌在质子惰性-质子供体混合溶剂中的电化学行为。(1)在乙腈-乙醇混合溶剂中,随着乙醇浓度的增加,1,4-萘醌所有的氧化还原峰都发生了正移,且后两对氧化还原峰的正移幅度比第一对峰大很多。通过对红外3D图、循环伏吸图和倒数循环伏吸图的进一步分析,我们推断在乙腈-乙醇混合溶剂中,半醌自由基的二聚仍然伴随着电化学反应同时发生,并且乙醇与Q2-(Q←, Q2←, Q2-, Q2-)之间存在着氢键作用。(2)在二甲亚砜-乙醇混合溶剂中,随着乙醇浓度的增加,1,4-萘醌的两对氧化还原峰都发生了正移,且第二对峰的正移幅度较第一对峰要大很多。此外,随着乙醇浓度的增加,循环伏安曲线上出现了第三对新的氧化还原峰,在对应的红外3D图中可以观察到在1549 cm-1处出现了一个在二甲亚砜溶液中不存在的新的红外特征吸收峰。利用循环伏吸法和导数循环伏吸法对3D图进行进一步的分析和处理,我们发现当一定量的乙醇溶液加入到二甲亚砜中时,半醌自由基会发生二聚,并且乙醇与Q2-(Q←,Q2←,Q23-)之间会形成氢键。3、对衰减全反射红外光谱电化学法进行了初步的探索。选择化学稳定性好的硅作为基底,利用化学沉积法在其表面上沉积了一层金纳米薄膜,用HClO4和PNBA对金膜的性能进行了电化学测试。将以硅晶体为基底的金膜作为工作电极和红外窗口,利用衰减全反射红外光谱电化学技术,探讨了铁氰化钾和1,4-萘醌在金膜表面的吸附行为。通过对红外谱图的分析,我们推测铁氰化钾和其还原生成的亚铁氰化钾吸附在金膜表面后,其红外特征吸收峰分别发生了蓝移和红移,并且铁氰化钾的吸附作用可能比亚铁氰化钾更强。1,4-萘醌在金膜表面发生吸附后的红外峰变得更加复杂。