EurJIC:可微调的光致变色二芳基乙烯合成环金属化铂 (II) 配合物

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光致变色材料在吸收特定波长的光波後能发生化学结构的变化,变化後的化学结构跟原本的结构有著不同的吸收光谱,导致材料在吸光前後有著明显的颜色改变,而这种变化通常是可逆的。二芳基乙烯 (Diarylethene) 作为其中一种光致变色材料,除了在吸光後能进行光闭环反应,导致颜色上的显著改变外,更拥有出众的热不可逆性、抗疲劳性以及双稳态性能,使其在光数据储存的应用上有著巨大潜力,一直是热门的研究对象。二芳基乙烯的光致变色性能虽然可以通过设计它的基本化学结构来调控,但大多都涉及複杂的合成步骤。最近,研究人员发现只要把二芳基乙烯改造成配体,并与过渡金属结成配合物,就可以轻松改变材料的光致变色性能。这些过渡金属配合物的合成步骤简单,而且能使用较长波长的可见光来激发变色,避免使用高能量的紫外光作为激发源,能有效减少光化学反应过程中副产物的形成,提高材料的使用寿命。这些结果都为光致变色二芳基乙烯材料提供崭新的设计蓝图,促进了材料的发展。


与此同时,在不同的过渡金属配合物之中,环金属化铂 (II) 配合物因其有趣的光物理性质而被广泛研究,它们的光物理性质能轻易通过协调不同的配体来调控,导致不同的发光特性。香港大学的任咏华教授研究小组之前报告过将二芳基乙烯改良成一款主要双齿配体 (N^C) ,并与另一款辅助双齿配体 (O^O) 和铂金属结合成环金属化铂 (II) 配合物 [Pt(N^C)(O^O)]。他们发现这一系列的过渡金属配合物的光致变色性能除了能透过更改N^C的化学结构来调控之外,也能透过更改O^O的化学结构来微调,增加了调控光致变色性能的手段,提高了材料的可调控性。由於N^C和O^O的合成是独立的,修改O^O的化学结构来调控 [Pt(N^C)(O^O)] 的光致变色性能毋需调整N^C的合成步骤,在合成上更加便利,提高了合成的效率。



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为此,在原有的研究基础上,任教授研究组设计并合成了新一系列的光致变色二芳基乙烯 [Pt(N^C)(O^O)] 合成环金属化铂 (II) 配合物,并分析它们的光物理和光致变色性质。这些配合物能通过吸收紫光 (420 nm) 激化光致变色反应,除了溶液的颜色展现从黄色到绿色的明显改变外,配合物的红色磷光亦会随闭环反应而淬灭,同时这些变化都是可逆的,并且在经过6次光致变色周期後仍然能保持活性。更值得一提的是,新一系列的配合物比前一系列拥有更高的百分比转化率 (% at PSS),光致变色的效率更高,再次證明了透过改变O^O辅助配体化学结构能有效调控含二芳基乙烯过渡金属配合物的光致变色特性,为将来的光致变色材料的设计提供重要的指导方向。

文信息

Dithienylethene-Containing Cyclometalated Platinum(II) Complexes with Tunable Photochromic and Photophysical Properties

Tony Ho-Ching Fung, Dr. Maggie Ng, Dr. Nathan Man-Wai Wu, Prof. Dr. Vivian Wing-Wah Yam


European Journal of Inorganic Chemistry

DOI: 10.1002/ejic.202200534




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