《偶氮苯及其衍生物光致變色反應機理的研究》是依託中國科學院精密測量科學與技術創新研究院，由王艷梅擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：偶氮苯及其衍生物光致變色反應機理的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王艷梅
- 依託單位：中國科學院精密測量科學與技術創新研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
偶氮苯及其衍生物在光照條件下發生順反異構反應，反應前後的兩種分子狀態具有不同的吸收譜，這種光致變色性質可以作為分子開關的基礎，但此類分子的光致異構機理長期存在爭論。偶氮苯及其衍生物的激發態弛豫機制決定了其異構化機理與產率，不同取代基對激發態性質和弛豫機制有很大影響。本項目擬在飛秒泵浦-探測技術的基礎上，結合時間分辨飛行時間質譜和光電子影像技術，研究偶氮苯及其衍生物光致順反異構化反應中不同激發態的弛豫機制，實時觀測順反異構過程和過渡態結構，深入理解偶氮苯異構化機理。探討不同取代基對異構化通道的調節，研究取代基效應對反應能壘、勢能面相關錐形交叉點結構以及異構化量子產率的影響，描述偶氮苯及其衍生物分子開關細節。該工作的開展將有助於對相關材料進行分子設計，為分子器件的研究提供依據。
結題摘要
偶氮苯及其衍生物在光照條件下發生順反異構反應，反應前後的兩種分子狀態具有不同的吸收譜，這種光致變色性質可以作為分子開關的基礎，但此類分子的光致異構機理長期存在爭論。偶氮苯及其衍生物的激發態弛豫機制決定了其異構化機理與產率，不同取代基對激發態性質和弛豫機制有很大影響。本項目利用飛秒時間分辨光譜技術，研究了偶氮苯及其衍生物光致順反異構化反應中不同激發態的弛豫機制，實時觀測順反異構過程和結構變化，深入理解偶氮苯衍生物異構化機理。通過探討不同取代基對偶氮類分子激發態動力學、光弛豫通道、異構化機理及產率的影響，對偶氮苯及其衍生物分子“開關”細節進行了描述。通過我們的研究發現，反式對氨基偶氮苯向順式對氨基偶氮苯的光異構過程中，由於存在S2態向T2，T4三重態的弛豫通道，與異構化通道產生競爭，異構化效率會受到影響。而反式-4-二乙基氨基偶氮苯向順式-4-二乙基氨基偶氮苯的光異構化過程中，不存在三重態的影響，異構化產率會更高一些。如果要進一步提高異構化產率，可以改變分子外部環境，分子在非極性溶劑中的異構化產率明顯高於極性溶劑中的異構化產率，因為在非極性溶劑環境中，激發態分子重新回到自身基態的弛豫路徑受到抑制，更有利於通過異構化路徑生成異構化產物。如果從設計分子開關的角度考慮，二乙基氨基偶氮苯比對氨基偶氮苯更合適更有效。該工作的開展有助於對相關材料進行分子設計，為分子器件的研究提供了依據。
