基于共轭环状金属配合物的线型分子导线的合成与研究

优良分子导线的合成与发展对于分子电子学的实现至关重要。本项目拟制备超长金属有机导线分子，并探讨它们在分子电子学和分子器件等领域的潜在应用。这些分子具有共轭、稳定、尺寸可调、完美线型、导电和发光性能良好、合成方法简单等特点。拟从单核环状多吡啶类配合物出发，经由多步迭代Sonogashira偶联或1,3-环加成偶联反应制备线型多核环状金属配合物。同时考虑分子的多样性，制备含有不同取代基和光功能基团的环状金属配合物。综合对新化合物的各种物理和化学表征方法，重点应用电子吸收和发射光谱以及电化学手段，对配合物的电子性质，前沿轨道能级等做出规律性的总结。最后对多核配合物在电极表面的自组装单层膜开展研究，为将来测定单分子导电性能和构建分子电路奠定基础。

氧化还原中心之间的电子相互作用是分子电子学和光电器件研究中最为基础和关键的课题，并与自然界中广泛存在的电子转移过程息息相关。本项目设计并合成了一系列基于共轭碳桥的双钌配合物，通过碳-金属的引入，显著降低了金属钌的氧化电位，并大大增强了金属之间的电子相互作用，是潜在的优良分子导线。通过调节桥基配体和端基配体的结构，对电子相互作用进行调控。进而研究，在双钌配合物的端基配体上引入乙烯基团，利用电化学原位聚合制备含混合价单元的配位聚合物薄膜，通过控制价间电荷转移吸收的生成与消失，成功实现较高性能的多态近红外薄膜电致变色，在信息存储和光纤通讯中有潜在应用。这些工作为设计优良分子导线和近红外电致变色材料提供重要指导意义。本项目研究成果在JACS，Inorg. Chem., Organometallics等期刊上发表IF>3.0论文20余篇。