基本信息
- 项目名称：
- 基于4,5-二氮杂芴的四核Ru(II)多吡啶配合物的合成与性质研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 我们成功合成、表征了两个对称的四足配体L1-2、一个不对称配体L3及相应的钌(II)多吡啶配合物。该系列配合物在440-445 nm有特征的金属-配体核移跃迁吸收峰，在575-579 nm有特征发射峰。配合物的电化学显示了一个基于钌的氧化过程和三个基于配体的还原过程，该系列配合物在电子转移及能量传递方面有潜在应用价值。
- 详细介绍：
- 光诱导分子内和分子间电子转移及能量传递在光化学器件领域巨大的潜在应用价值引起了人们的广泛重视，含有钌(II)多吡啶单元的多核配合物是这一类分子器件的研究热点之一。基于4,5-二氮杂芴-9-酮有着与2,2’-联吡啶完全不同的性质，我们合成、表征了两个对称的四足配体L1-2、一个不对称的四足配体L3及相应的钌(II)多吡啶配合物。该系列配合物在440-445 nm有特征的金属-配体核移跃迁吸收峰，在575-579 nm有特征发射峰。配合物的电化学显示了一个基于钌的氧化过程和三个基于配体的还原过程，该系列配合物在电子转移及能量传递方面有潜在应用价值。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 研究发现桥联配体的大小、形状、电子结构的改变能够影响钌（II）多吡啶配合物的光学和电化学性质，因此设计新颖的桥联配体是钌（II）多吡啶配合物器件化的一个重要因素，我们将4,5-二氮杂芴酮引入多足配体中，设计合成了两个对称的四足配体、一个不对称的四足配体及其相应的钌（II）多吡啶配合物，研究配体结构的变化对配合物的光学和氧化还原性质的影响，寻找优良的光致电子转移和能量传递的分子器件。
科学性、先进性及独特之处
- 科学性： 我们用核磁、质谱、可见分光光度计、荧光分光光度计等仪器对所合成的配合物进行表征和性质研究。 先进性及创新点： （1）我们成功合成了一系列结构新颖的四核啶配合物；（2）不对称配体合成较难，研究较少，而我们合成了一个不对称配体；多核合成较难，研究少，而我们合成的都为四核的，具有较大的摩尔消光系数。
应用价值和现实意义
- 光诱导分子内和分子间电子转移和能量传递在人工光合成、光催化、分子信息学等领域都有着巨大的潜在应用价值，钌（II）多吡啶配合物具有优良的光学和电化学性质，因此一直是这一类分子器件的研究热点之一。对它的研究有助于模拟复杂的光化学过程，为光物理、光化学器件的研究提供信息。
学术论文摘要
- 光诱导分子内和分子间电子转移及能量传递在光化学器件领域巨大的潜在应用价值引起了人们的广泛重视，含有钌(II)多吡啶单元的多核配合物是这一类分子器件的研究热点之一。基于4,5-二氮杂芴-9-酮有着与2,2'-联吡啶完全不同的性质，我们合成、表征了两个对称的四足配体L1-2、一个不对称的四足配体L3及相应的钌(II)多吡啶配合物。该系列配合物在440-445 nm有特征的金属-配体核移跃迁吸收峰，在575-579 nm有特征发射峰。配合物的电化学显示了一个基于钌(II)的氧化过程和三个基于配体的还原过程，该系列配合物在电子转移及能量传递方面有潜在应用价值。
获奖情况
- 2011年4月在曲靖师范学院“第六届”大学生科创挑战杯中获一等奖。 2011年6月在云南省“第六届”高校大学生科创挑战杯中获三等奖。
鉴定结果
- 无
参考文献
- （1）郭建 吴凯强 谢莉莉 徐凤波 袁耀锋 含茂铁基三联吡啶钌功能分子的光电性质 南开大学元素有机化学国家重点实验室 第22 卷 2010 年5 月 （2）陈芳芳, 姜伟丽, 楼斌, 卞祖强, 黄春辉含2,2'-联嘧IrIII-LnIII(Ln = Nd, Yb, Er)双金属配合物的合成和光物理性质中国科学 B 辑:化学 2009 年 第39 卷 （3）P.-X. Lei, M. Hedlund, R. Lomoth, H.Rensmo,O.Johansson, L. Hammarstrm, J. Am.Chem.Soc.130(2008)26.Synthesis,spectroscopic, and electrochemical properties of one novel hexanuclear Ru(II) polypyridyl complex （4）B. Rybtchinski, L. E. Sinks, M. R. Wasielewski, J. Am. Chem. Soc. 126 (2004) 12268. Self-Assembled Nanostructures for OrganicPhotovoltaics （5）T. Lazarides, T. L. Easun, C. Veyne-Marti, W. Z. Alsindi, M. W. George, N. Deppermann, C. A. Hunter, H. Adams, W. D. Ward, J. Am. Chem. Soc. 129 (2007) 4014. A new family of trinuclear Ru(II) polypyridyl complexes acting as pH-induced fluorescence switch
同类课题研究水平概述
- 目前国内外众多的科研工作者都在开展光诱导分子内和分子间电子转移及能量传递这一方面的研究，钌(II)多吡啶配合物是这一类研究的方向之一，各种新颖的同多核钌配合物及异核的Ru(II)/Os(II)、Ru(II)/Fe(II)、Ru(II)/Cu(II)、Ru(II)/Ni(II)、Ru(II)/Mn(II)、Ru(II)/Ir(III)等配合物分别被报道出来。Launay等通过改变桥联配体当中介于两个炔基间的基团，可以控制分子末端两个钌中心之间电子传递性能，研究它们的混合价化合物的IVCT谱和电子耦合常数Vab发现，在两个炔基间插入蒽基最有利于发生电子传递。LichengSun等人合成的一种Ru(II)/Mn(II)异核配合物在光激发下，Ru2+转移一个电子到外界受体上，通过分子内电子转移可以从配位的Mn2+上重新获得一个电子，该配合物是模拟绿色植物光学体系的简易人工模型。Ziessel等人通过炔基把噻吩联结到联吡啶上，而后合成的Ru(II)/Os(II)配合物在金属中心距离为17 Å的情况下，可以发生有效的Ru → Os的能量转移, 同样由Ziessel等人合成的Ru/Os/Pt三核配合物可以发生有效的Pt → Ru和Pt → Os分子内能量转移。Ward等人合成的双核Ru(II)配合物，由于两个金属中心的环境不同，在改变溶剂的条件下，金属中心之间的能量转移方向也随之发生逆转, 他们课题组合成的Ru(II)/Re(I)双核配合物能发生有效的Re → Ru分子内能量转移。Coe等通过配合物的钌金属中心与锇金属中心之间的共振能量转移可以检测DNA发生突变的位点。国内计亮年、巢辉、段春迎、王科志等课题组在钌配合物的合成与应用拓广方面也做出了很多优秀的工作。
