基于alpha-烷氧基锌酞菁J聚集机理的酞菁光控自组装

alpha-烷氧基锌酞菁在非配位溶剂中能够通过分子间的Zn-O配位作用形成J聚集体。据此，本申请拟在酞菁的周边引入偶氮苯或螺吡喃光致变色单元，利用偶氮苯和螺吡喃的光异构化反应调节配位原子周围的空间位阻或配位原子的配位能力，从而可逆的控制酞菁分子间的配位作用，实现酞菁的光控自组装。详细研究酞菁中心金属原子的选择、光致变色单元的修饰对酞菁光控组装行为的影响，探讨分子结构与分子光控组装效果间的关系。并采用简并四波混频实验装置和Z-扫描实验装置考察酞菁在光控组装前后三阶非线性光学性能的变化；在酞菁光控组装的基础上，实现对体系三阶非线性光学性能的大范围调控，构造新型酞菁类智能响应的超分子功能材料。

分子自组装，是自然界中非常重要的分子聚集方式，特别是在生物界中，分子自组装更是诸多生物大分子，如DNA，酶，细胞膜等的重要形成手段。对于分子自组装的研究，有利于更加深入的研究生物体的结构组成，而利用分子的自组装性能，更可以得到一系列新型的功能性材料，因此对于分子自组装的研究非常重要。.在本项目的资助下，我们顺利完成了计划书中所规划的研究课题，并且在此之上进行了更加深入的研究。.我们进一步提出构建一系列新型的可控的酞菁分子自组装体系，利用不同波长光线的照射，控制分子自组装行为，从而得到基于分子自组装的新型光控酞菁材料，进而开拓分子自组装的研究和应用。合成了两大类新的变色酞菁分子，取得了很多重要的进展，其光控的条件下，可以有效的发生可逆J聚集自组装行为，其中一类酞菁分子光控自组装后可以形成蜂窝状表面结构，其具有非常大的比表面积，具有很好的杀菌抗癌功能。除此之外，还从酞菁的合成中引申，针对光致变色单元二芳烯进行了研究，发现一类新的近红外吸收二芳烯，具有优良的光致变色性质，将其用于全系存储，可以得到最大的折射率变化。总结本项目资助下取得的成果，主要有：.1.新型酞菁-偶氮苯-烷基酞菁体系，光控蜂窝状图案化，光动力灭菌抗癌的性能研究。利用偶氮苯的顺反异构控制酞菁的自组装行为，并利用呼吸法形成了蜂窝状图案。酞菁的自组装图案化增大了材料的比表面积，有着非常良好的杀菌，抗癌作用。.2.新型酞菁-偶氮苯-胆固醇体系的光致变色性能研究。在酞菁-偶氮苯分子的基础上引入胆固醇基团，利用胆固醇之间的疏水作用力，形成独特的酞菁自组装体系，从而实现酞菁的可控可逆自组装性能。.3.beta-噻吩取代锌酞菁的光控自组装以及聚集稳定的光致变色反应。在酞菁的β位引入噻吩基团，形成一类新的酞菁-二芳烯分子。在紫外光照射的条件下，分子二芳烯单元闭环，引发J聚集自组装，同时自组装又稳定了二芳烯闭环，从而形成协同作用自组装体系。.4.四-beta-二苯甲氧基锌酞菁的J-自组装行为研究。在β位引入取代基之后，酞菁分子依然可以发生J聚集，这与之前所普遍认为的酞菁J聚集只能基于α烷氧基取代所不同，进一步完善了酞菁J聚集自组装的机理。.5.新型二芳烯邻苯二甲酰胺分子的合成和研究。二芳烯闭环态具有特征的近红外吸收，同时抗疲劳性很好，是一个优秀的近红外吸收二芳烯。此外，该二芳烯用于全系存储，器件可以得到最大的折射率。