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自从上世纪70年代四硫富瓦烯(TTF)被合成和第一个有机导体TTF·TCNQ被发现以来,人们对基于四硫富瓦烯衍生物的有机电子给体进行了广泛的研究。而近十年来,四硫富瓦烯分子由于其独特的性质和结构而在材料化学和超分子化学方面受到广泛研究。因而四硫富瓦烯分子已经成为最广泛研究的分子之一。本文设计合成了一系列含有四硫富瓦烯、醌基团的D-A分子,对其性质和应用进行了研究。主要研究结果总结如下:
1.设计、合成以六甘醇链相连的含有四硫富瓦烯、醌基团的D-A分子,研究发现金属离子(Sc3+,pb2+,Zn2+)可以诱导由四硫富瓦烯到醌的分子内电子转移现象。通过电化学以及对参比化合物的研究表明,由于醌负离子及六甘醇链与金属离子协同的络合作用稳定了电荷分离的状态从而促进了由四硫富瓦烯到醌的电子转移。利用螺吡喃分子的开环状态对金属离子有较强络合作用这一特点,这种分子内电子转移可以在螺吡喃存在的情况下通过紫外/可见光照进行可逆调控。
2.在前面工作的基础上,改变D-A分子中受体部分醌的电子接受能力,合成一系列以六甘醇链相连的含有四硫富瓦烯、不同电子接受能力醌基团的D-A分子。研究了它们的金属离子诱导的分子内电子转移作用,发现这种金属离子诱导的电子转移作用是与受体的强弱有关的,但即使对有最弱电子接受能力受体的化合物,仍然观察到分子内电子转移作用的发生。
3.设计、合成了以联萘为骨架,含有四硫富瓦烯、醌基团的手性D-A分子,研究金属离子(Sc3+,pb2+,Zn2+,Ca2+)诱导的分子内电子转移作用对联萘单元的二面角影响。