D-π-A型富勒烯金属配合物的设计合成及性质研究

Bridging fullerene and polypyridyl ruthenium or cyclometalated iridium complexes with oligothiophene bridges, combines the properties of these three moieties while creates new characteristics due to donor-acceptor interaction. It is of great prospect for future applications, and is thus a hot topic in the research field of fullerene metal complexes. This proposal plans to design，synthesize oligothiophene-bridged D-π-A type fullerene metal complexes. Photophysical and photochemcial properties will be systematically investigated in order to gain deep understanding of the oligothiophene-bridged D-π-A type fullerene metal complexes. This would provide important theoretical basis for obtaining fullerene metal complexes with long-lived charge separation state. This proposal is expexcted to provide necessary theoretical and experimental support for the application of the fullerene metal complexes in optoelectronic devices.

将金属钌多吡啶配合物或者环金属铱配合物通过寡聚噻吩与富勒烯C60连接起来, 集三者性质于一身,由于给体与受体之间的相互作用又赋予其新的性质,具有良好的应用前景,是富勒烯金属配合物领域中的研究热点。 本申请拟设计、合成寡聚噻吩桥联的D-π-A型富勒烯金属配合物，并对该类化合物的光物理、光化学性质进行系统研究。通过上述研究，较为深入的理解寡聚噻吩桥联的D-π-A型富勒烯金属配合物的合成及其性质，从而为进一步获得具有长寿命电荷分离态的富勒烯金属配合物提供依据。 本申请拟进行的研究有望为富勒烯金属配合物在光电器件中的应用提供必要的理论及实验支持。

背景：.在过去的三十年里，科学家们合成了大量的D-A型的二元体系或多元体系，并研究了其光诱导的能量及电荷转移。这些D-A型体系里有些可以用来进行光电转换、光燃料转化或者制备光电器件。如果能够制备出经济适用的光电转化器件，就可以满足人们对环保能源的需求。.富勒烯从 C60 被发现的那一刻起，就引起了人们的极大兴趣。这不仅是因为这些全碳分子结构上的对称性，更是与它们的性质有关。富勒烯 C60 具有独特的球型结构、较高的电子亲合力、较低的重组能、合适的还原电势等特点使其成为良好的电子或能量受体。作为受体的富勒烯 C60 及其衍生物在研究光诱导的电荷分离方面扮演着重要角色。..研究内容：.将不同的给体与富勒烯C60连接起来，集其性质于一身，由于给体与受体之间的相互作用又赋予其新的性质，具有良好的应用前景，是富勒烯化学领域中的研究热点。本项目设计、合成了多个系列的基于富勒烯的D-A 型给受体体系，并对该类多元体系的光物理、光化学性质进行系统研究。..重要结果：.1) 利用TR-XAS 以及TR-OAS 研究金属铜卟啉分子内的超快动力学，同时阐明金属铜卟啉－富勒烯二元体系内光诱导的电荷转移。.2) 研究了金属铜卟啉与富勒烯不同的连接方式对电荷转移的影响。.3) 首次合成并表征了TPA-TBDPT-C60三元体系，该工作为获得更长电荷分离态的三元体系打下了基础。..科学意义：.通过上述研究，较为深入的理解D-A 型富勒烯多元体系的合成及其性质,从而为进一步获得具有长寿命电荷分离态的D-A 型多元体系提供依据。本项目进行的研究有望为富勒烯多元体系在光电器件中的应用提供必要的理论及实验支持。