Pt(II)配合物近红外发光及可见光-近红外发光开关材料的研究

Near infrared(NIR) Luminescent materials and Vis-NIR luminescent switch materials are widely used in many fileds such as optical communication and optical information processing, environment monitoring, chemical sensoring, analysis of quality inspection, medical and military. For this reason,the purpose of this project is to design and synthesize a series of planar Pt(II) complexes, and explor their NIR luminescent and Vis-NIR luminescent switch properties through the regulation of molecular stacking and intermolecular Pt-Pt interactions. The mechanism, process and effect factors of NIR luminescent and switch behaviors will be systematic studied. The effects of the conjugated system size of ligands,position and steric of substituent groups on NIR property of the complexes will be comprehensive studied, including the adjustment of NIR luminescence by introducing substituent groups with diffferent electron donating and withdrawing ability, and the controlling the Vis-NIR luminescence switching behavior by vapor adsorption and other external stimuli. The relationship between the molecular structure, performance, sensitivity, selectivity and other factors of the materials will be investigated. The rules for the design and synthesis of the materials will be proposed. Finally, we hope to provide some NIR luminescent and Vis-NIR luminescent switch materials with practical application value.

近红外发光材料和可见光-近红外光发光开关材料在光通信与光信息处理、环境检测、化学传感、分析质检、医疗军事等领域具有广阔的应用前景。本课题拟设计合成一系列具有较好平面性的Pt(II)配合物，通过对配合物分子空间堆积和分子间Pt-Pt相互作用的调控来系统的研究配合物的近红外发光及可见光-近红外光发光开关性质。系统的研究近红外发光和开关行为的机理、过程及影响因素。全面考察配体共轭体系大小，配体取代基的位置和空间位阻对配合物空间堆积结构和近红外发光性质的影响；通过改变取代基供(吸)电子性能对配合物近红外发光进行调控；利用蒸气吸附等外界刺激来研究配合物可见光-近红外光发光开关行为。深入探索这类开关材料的结构、性能、灵敏度、选择性等因素之间的规律，为近红外发光材料和可见光-近红外光发光开关材料的发展提供一定的理论支持。希望能够得到一些具有现实应用价值的近红外发光和可见光-近红外光发光开关材料。

近红外发光材料及可见光-近红外光发光开关材料在光通讯与光信息处理、环境检测、化学传感、分析质检、军事医疗等领域具有广阔的应用前景。因此对于它们的研究具有重要的理论意义和现实价值。本研究课题旨在设计合成一系列具有较好分子平面性的铂金属有机配合物，通过对配合物空间堆积结构及金属-金属相互作用的调控来实现配合物的长波长近红外发光性质以及可见光-近红外光发光开关性质。系统的研究这类配合物近红外发光及开关性质的机理，过程及其影响因素。全面考察配体及取代基对于配合物近红外发光性质的影响及其调控规律。本项目选用7类配体合成了超过100个新的平面型铂(II)配合物。其中60多种配合物具有超过800 nm的近红外发光，10多种配合物发射峰的位置超过了1000 nm。通过系统的研究这些配合物的空间堆积结构和发光能量，我们发现当配合物以一维铂链堆积结构存在时，配合物具有更长的发射波长和更低的发光能量。而一维铂链的形成和长波长近红外发光性质与配合物平面性、取代基氢键形成能力、金属-金属之间的距离、取代基供吸电子性、溶剂化分子的空间体积及氢键形成能力等诸多因素有关。另外我们发现分子平面性对于一维铂链堆积结构的影响并不大。由于一维链状堆积铂配合物的长波长近红外发光性质通常需要与取代基的供吸电子性质相互结合，因此这个发现对于我们设计长波长近红外发光铂配合物非常重要。此外，利用外界刺激信号来实现铂配合物的长波长近红外发光性质也是重要的方法之一。.在这些配合物中绝大多数具有可见光-近红外光发光开关性质。其中部分化合物具有双重或三重响应开关性质。研究过程中我们发现配合物初始堆积结构能够直接影响发光开关的行为和过程。这种初始堆积结构引起的对同一刺激的差异响应性，使得配合物具有了自加密功能。这一发现打破了人们对发光开关材料的传统认知，不仅为开关材料的理论研究提供了新的思路并且拓展了开关材料的新功能和新应用领域。基于这一发现我们成功的实现了无需大型设备的信息加密-解密技术。这一技术极大地简化了传统的信息安全存储技术，并且其可再生、成本低、无限重复使用等特定使得其具有更加广阔的应用前景。相关研究结果为基于铂配合物的近红外发光材料和可见光-近红外光发光开关材料的发展和应用提供一定的理论支持。目前该项目已发表研究论文11篇，申请专利2项，授权专利3项，培养硕士毕业生5名。完成了申报时所设定的成果。