呋喃基分子导线的合成、表征和电化学行为的研究

来源 :华中师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liongliong421
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近年来,关于“分子电子器件”的研究,已成为当今化学学科与材料学领域里的研究热点。分子导线是分子电路中最基础的元件,起着传递信息和连线的作用,因此发展分子导线具有深远意义。其中,由有机共轭桥联配体和具有氧化还原活性的金属配合物组成的金属有机分子导线,不仅具有优越的电子性质而且可以用来模拟电子输运性质而被广泛研究。影响分子导线电子传输性能的因素有很多,例如桥联配体的结构和溶剂效应等等。系统的研究影响分子导线性能的因素,对设计和筛选良好的分子导线具有重要的参考价值。因呋喃具有廉价易得,反应活性高,易降解,良好的溶解性以及平面性较好等优点,本论文以呋喃基为桥联配体,考察了呋喃环单元数目对钌金属分子导线的电子传输性能的影响。具体研究内容如下:1.为了研究呋喃环单元数目对单钌金属化合物的影响,我们合成了以1-4个呋喃单元为桥联配体的单金属钌化合物(1-a,2-a,3-a,4-a)。(1)化合物经1H NMR、13C NMR、31PNMR表征,1-a还经过了 X-ray单晶衍射确认。(2)所有化合物利用紫外-可见光谱,常规电化学技术以及现场原位紫外-可见-近红外电化学谱学技术对化合物的性质进行了研究。研究表明:随着呋喃环单元数目的增多,氧化电位负向移动,他们的氧化电位差最大可以达到240mV;同时,金属中心的氧化还原过程从可逆到准可逆,氧化后的分子导线稳定性降低。2.为了研究呋喃环单元数目对两金属钌配合物之间的相互作用的影响,我们合成了 1-5个呋喃单元为桥联配体的双金属钌配合物(1-b,2-b,3-b,4-b,5-b)。(1)、化合物经NMR表征,1-b还经过了X-ray单晶衍射确认。(2)、所有化合物利用紫外-可见光谱,常规电化学技术,近红外以及紫外-可见-近红外现场电化学谱学技术对化合物的性质进行了研究。研究结果表明:(1)、配合物1-b~4-b都发生了连续的两步失电子过程。(2)、随着呋喃环单元数目的增加,两金属中心的距离逐渐增长,导致两金属间的相互作用减弱。(3)、近红外数据和紫外-可见-近红外数据研究表明:当分子导线形成混价化合物时,电荷离域在整个分子导线上。当呋喃环数目达到一定程度时部分电荷定域在桥联配体上。
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