以偶氮为连接桥组装二维大环有机分子与富勒烯的光限幅材料的合成及性能研究

酞菁、卟啉等二维大π-共轭有机大环分子和富勒烯、碳纳米管等具有大共轭体系的光限幅材料在应用中的最大问题是溶解度很差，对其进行适宜的有机修饰以改善其溶解度，解决易于团聚、分散性差等问题，成为当前非线性光学应用领域的研究工作的重要方向之一。本项目拟以偶氮基团为连接桥，通过有机反应将在较宽波段范围内具有光限幅特性的富勒烯与具有π-电子共轭结构的大环有机分子进行化学组装，合成以酞菁（卟啉）为核、带有柔性链的偶氮生色团为连接桥、C60为电子受体端基的可溶性星状化合物，既解决未取代酞菁和C60各自溶解性差的问题，又将这两类基于反饱和吸收的光限幅材料的性能有机叠加，增强光限幅效应，扩大防护波段范围。同时，基于偶氮基团光致异构化的特点，可以通过控制偶氮化合物的光异构化程度调节星状化合物末端的C60大共轭体系的取向性，从而达到调控星状化合物的光限幅性能的目的，为寻求具有应用价值的光限幅材料提供一定的基础。

本项目拟以偶氮基团为连接桥，通过有机反应将在较宽波段范围内具有光限幅特性的富勒烯与具有π-电子共轭结构的大环有机分子进行化学组装，合成以酞菁（卟啉）为核、带有柔性链的偶氮生色团为连接桥、C60为电子受体端基的可溶性星状化合物，既解决未取代酞菁和C60各自溶解性差的问题，又将这两类基于反饱和吸收的光限幅材料的性能有机叠加，增强光限幅效应，扩大防护波段范围，为寻求具有应用价值的光限幅材料提供一定的理论基础。.本项目首先围绕预定研究计划开展以大共轭环化合物为核、带有柔性链的偶氮生色团为连接桥、四个C60为电子受体端基的可溶性星状目标化合物的合成工作，分别合成了偶氮化合物（臂）和卟啉化合物（核），并通过化学反应将“臂”连接到“核”上，分别考察了每一步所得材料的非线性光学性能。但由于该化合物本身提纯比较困难，并且考虑到C60本身价格比较昂贵，因此未与C60反应，未能得到研究计划中的目标星状化合物。但项目及时调整研究计划，利用所合成的新材料进行了拓展性的应用研究，分别在电学存储材料的设计合成及其器件的制备以及多功能聚合物修饰的无机纳米粒子的设计合成及其在抗肿瘤药物高效输送及控制释放这两个目前处于国内外热切关注的研究方向上开展了一些工作，取得了一些成果，确保了本项目的顺利完成。.在本项目的资助下，项目组三年来共发表SCI学术论文19篇（其中影响因子大于3.0的论文有12篇，包括JACS，J. Mater. Chem., Soft Matter等一区期刊在内）和国内核心期刊学术论文1篇。另外，相关研究内容申请中国发明专利1项。