偶氮苯光响应超分子组装体的制备及结构调控

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偶氮苯光响应超分子组装体的制备及结构调控
在本论文工作中,我们设计合成了一系列含有偶氮苯基团的有机分子用以构
建光响应超分子体系。论文工作主要分为两部分:可聚合的含有偶氮苯基团的光
响应超分子凝胶和主链含偶氮苯基团的金属超分子聚合物。在第一部分中我们设
计合成了含有胆甾醇、偶氮苯和二十五双炔酸的新型凝胶因子,该凝胶因子可在
乙酸乙酯、二氧六环等有机溶剂中形成凝胶。
在365nm紫外光辐照下,偶氮基团的光照异构化诱导凝胶发生凝胶-溶胶转
变。我们通过紫外可见(UV-Vis)光谱、圆二色(CD)光谱、透射电子显微镜(TEM)、
扫描电子显微镜(SEM)以及X射线衍射(XRD)等方法系统研究了该体系光照前后
的结构和性质变化。光照前TEM和SEM测试发现该有机分子组装形成螺旋状纤维
以及进一步由纤维堆积缠绕形成的球形结构,CD光谱观察到凝胶明显的手性信
号,结合紫外可见(UV-Vis)光谱的蓝移证明体系发生了H聚集。
经过365nm紫外光辐照,偶氮苯基团发生反式-顺式异构,体系组装形态发生
变化,原有CD信号消失后又产生新的CD信号,新的CD信号增大到一定程后逐渐
减小,同时发生凝胶-溶胶转变。我们用UV-Vis、CD光谱研究了其转变过程的动
力学过程。另外,引入的双炔基团使得凝胶可以发生topo聚合,双炔的聚合可抑
制偶氮苯基团的光致异构,并将体系凝胶结构稳定下来。
第二部分是主链含偶氮基团的金属超分子体系的构建。我们合成了含2,6-
双三唑吡啶和偶氮苯二胺基团的双中心配体,选取Ru2+,Cd2+, Pd2+三种分别是
六配位惰性、活性,以及四配位活性的代表性金属离子来进行光响应超分子聚合
物的研究。核磁共振氢谱、电喷雾质谱等表明目标双中心配体以及钯配合物的成
功合成。
由于Ru2+的配位惰性,与双中心配体生成的是稳定的聚合物。而活性的Cd2+
则生成超分子聚合物,紫外可见滴定实验证明两者配比为1:1时达最大聚合度。
我们使用UV-vis光谱研究了这些偶氮体系的光致异构。
纯双中心配体可以快速高效实现顺反异构,而双中心配体与Ru2+的聚合物
由于强配位键的束缚而较难发生转变,相比之下其与Cd2+的1:1超分子聚合物
的溶液体系由于动态配位键的存在而更容易发生异构。双中心配体与两个Pd2+
的配合物由于峰的覆盖和重叠以及峰位的红移,对365nm紫外光变得不敏感,反
而对435nm可见光有一定的响应性。对这些体系更深入的研究工作还将继续进行。