光诱导电子转移超分子体系的合成与性能研究

以卟啉化合物为光敏活性中心，选择芳乙烯基三芳胺、噁二唑、苝酰亚胺、蒽醌为电子给体或受体部分，采用均三嗪桥基连接成分子内有序化的D-A二聚体，并利用均三嗪基团上活性较高的第三官能团，通过乙二胺、赖氨酸等连接基团，键接到多肽、脂质体等聚合物上，借助于高分子链将D-A二聚体进行线性有序化，并利用电场等外界条件对线性化的D-A二聚体进行二维有序化，探讨其分子内与分子间相互作用原理及光响应变化效应，可望阐明分子有序化对电子传递及电荷分离态形成过程的影响机制，为模拟光合作用和光电器件的发展提供新的思路和理论依据。

光反应中心电荷分离态的形成和电子的传递是决定光合作用的微观核心过程。本项目通过建立光合作用模型化合物，研究其分子内部电子传递及电荷分离态的形成，包括三个主要内容：1）二聚体化合物的设计、合成与表征；2）二聚体自组装超分子体系的制备与表征；3）电子转移反应与能量转移效应研究。以卟啉化合物、芳乙烯基三芳胺、噁二唑、苝酰亚胺、蒽醌为电子给体或受体部分，本项目共制备了卟啉-蒽醌、卟啉-苝酰亚胺、卟啉-噁二唑、芳乙烯基三芳胺-卟啉、芳乙烯基三芳胺-蒽醌五大系列共20个新型结构的二聚体化合物及二聚体自组装超分子体系，结果表明这些二聚体化合物具有预期的光诱导电子转移和能量转移效应，且均三嗪基团为桥基时的二聚体较其它桥基的电荷分离态寿命要长，其中卟啉-均三嗪-蒽醌系列二聚体化合物表现出长达1微秒以上的电荷分离态寿命，具有很好的应用前景；二聚体化合物自主装体系也表现出了较好的荧光淬灭现象，存在着一定的分子间光诱导电子转移和能量转移效应。这些结果说明了能级匹配过程对电子传递及电荷分离态形成过程是极其重要，分子有序化有利于电子传递及电荷分离态的形成，为模拟光合作用和光电器件的发展提供新的思路和理论依据。