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化学所在四硫富瓦烯(TTF)研究领域取得系列成果
2006-02-07 | 编辑:clone | 【 】【打印】【关闭

自上世纪70年代初Wudl报道了四硫富瓦烯(TTF)的合成,及1980年第一个基于含硒TTF 类似物的有机超导体被报道以来,其后的二十多年时间里TTF的化学研究主要围绕如何提高基于TTF衍生物电荷转移复合物的导电性能展开。近年来,随着超分子化学、分子电子学研究的发展和深入,TTF单元由于其特殊的电化学行为、组装特性、易衍生性等特殊物理化学性质,日益成为上述研究领域中重要的功能性结构单元。

化学所有机固体重点实验室在基于TTF衍生物电荷转移复合物的导电性能方面开展了多年的研究,取得一批在国际上有影响的研究成果。近年来,在国家自然科学基金委、科技部以及中科院的支持下,朱道本院士、张德清研究员、徐伟副研究员和他们的研究生,利用TTF分子的特性:强电子给体和可逆的氧化-还原特性,设计了一系列基于TTF单元的给体-受体分子,利用这些体系对分子内的电子转移、能量转移的过程进行了研究 (J. Phys. Chem. A, 2003, 107(46)9747-9753; Tetrahedron, 2003, 59, 4843-4850; J. Phys. Chem. B, 2004, 108(1), 212-217)。在此基础上,利用对TTF单元氧化态的调控实现了分子荧光开关 (Org. Lett., 2004, 6(8), 1209-1212; J. Mater. Chem., 2005, 15(26), 2557-2561; New J. Chem., 2005, 29(10), 1291-1294; Chem. Eur. J. 2006, 12(4), 1067-1073)。进一步,利用对含有TTFD-A分子内电子转移过程的调控设计了一系列新型的化学传感器,如与马会民研究员合作发现的对单线态氧有高选择性、高灵敏度的化学发光探针 (J. Am. Chem. Soc., 2004, 126(37), 11543-11548Chem. Commun. 2004, 2072-2073),以及对糖、Hg2+F-H2PO4-等的化学传感器(J. Org. Chem., 2005, 70(14),5729-5732; Chem. Commun, 2005, (16), 2161-2163; Org. Lett., 2005, 7(21), 46294632; Chem. Commun, 2005, (38), 4777-4779)。这些研究结果对于单分子器件的探索以及对具有生物和环境活性的分子和离子的检测方面有潜在的应用价值,与帅志刚研究员合作,对相关的电子、能量转移机理给予了理论上的解释。

最近,他们利用TTF的电化学活性以及组装特性,成功地得到了一种可以通过氧化调控成胶过程的新型有机小分子凝胶剂, 并详细研究了其成胶过程、成胶机理以及形成电荷转移复合物和氧化对成胶的影响。该研究结果发表于近期的美国化学会志(J. Am. Chem. Soc., 2005, 127, 16372-16373)。此外,他们将TTF单元引人联萘分子中,实现氧化-还原控制的手性分子开关(J. Org. Chem. 已接受发表);与物理所高鸿钧研究员合作发现含有TTF单元的Rotaxane可用于高密度信息存储(J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 15338-15339)。

   

                 化合物的结构及其形成氢键的示意图

         

             形成电荷转移复合物及氧化反应对形成有机凝胶的影响

                                                                  有机固体院重点实验室

                                                                        200627

 

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